В МАИ разработали навигационный комплекс для беспилотников с элементами ИИ

Московский авиационный институт, 17 сентября 2024 года

Группа специалистов кафедры 305 «Пилотажно-навигационные и информационно-измерительные комплексы» под руководством доцента, начальника научно-исследовательского отдела института № 3 «Системы управления, информатика и электроэнергетика» МАИ Константина Веремеенко разработала навигационный комплекс для беспилотников с использованием технологии искусственного интеллекта. Комплекс позволит беспилотной авиационной системе определять местоположение и ориентацию в случае потери спутниковых навигационных сигналов.

Эксплуатанты беспилотных авиационных систем (БАС) часто сталкиваются с ситуацией потери или искажения спутниковых сигналов, особенно в условиях плотной городской застройки: из-за высотных зданий, переотражения сигнала, большого количества антенн и передающих станций поблизости. Чтобы решить эту проблему, в МАИ разработали несколько вариантов бортовых навигационных комплексов и провели экспериментальные исследования возможности применения нейронных сетей для повышения точности и автономности навигации в условиях сложных помех.

В настоящее время большинство навигационных систем БАС работают на основе совместной обработки сигналов разнородных бортовых систем и датчиков. При этом используется специальный математический алгоритм — оптимальный фильтр Калмана, который активно применяется в отечественных навигационных системах с 80-х годов прошлого столетия. У него есть свои ограничения. Так, фильтр оптимально работает только при полной и точной информации о характеристиках измерительных шумов используемых датчиков, а также при непрерывном поступлении сигналов от всех датчиков, в частности, от спутниковых навигационных систем.

Специалисты научной группы создали образцы навигационных комплексов и на легковом автомобиле оборудовали исследовательский стенд. Передвигаясь на нём внутри плотной столичной застройки, группа исследовала и собирала необходимые для обучения нейросети массивы данных навигационных систем. Использованные исследователями спутниковые технологии и аппаратура позволили получать сигнал с высокой точностью. Массивы данных — координаты, скорости и углы ориентации — записывались и в дальнейшем использовались для последующего обучения нейросети, которой предстояло поддерживать нормальную работу навигационного комплекса в периоды отсутствия спутниковых сигналов. При этом нейросеть училась не только распознавать ошибки навигационной системы, но и определять, сигналы каких спутников оказались ненадёжными, исключая их из дальнейшей работы.

— Наша работа показала, что в условиях городской застройки, когда пропадают спутниковые сигналы, искусственная, предварительно обученная глубокая нейронная сеть справляется лучше оптимального фильтра Калмана. Отчасти это происходит потому, что здесь нарушаются условия, при выполнении которых работает этот математический алгоритм. У искусственного интеллекта нет такой строгой математической модели, как у оптимального фильтра, где предсказания проводятся на основе десятков математических уравнений, но у него есть опыт, причём многократный, полученный от десятков и даже сотен проездов. На основе своего предшествующего опыта он может дать точный прогноз, как себя поведёт навигационная система, — отметил Константин Веремеенко.

В результате проведённых исследований на заданном наборе траекторий навигационный комплекс с обученной нейросетью смог справиться с ситуацией потери спутникового сигнала и определять координаты аппарата с приемлемой погрешностью.

Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России.




Сообщения компаний:

Производственно-учебный центр КВЗ обучил более 300 человек в рамках нацпроекта «Кадры»
Холдинг "Вертолеты России"

Аэропорт Сургута вошёл в тройку лидеров рейтинга пунктуальности российских аэропортов
Международный аэропорт Сургут

Будущее гражданской авиации: клиентоориентированность и технологический суверенитет НАИС и ДРОНТЕХ
НАИС

Пассажиропоток холдинга «Аэропорты Регионов» в 2025 году составил 18,7 млн человек
АО УК "Аэропорты Регионов"

ОДК передала заказчику третью серийную турбину ГТД-110М для крупнейшей электростанции Юга России
АО "ОДК"

Почти 200 раз забывали свои вещи в 2025 году пассажиры аэропорта Братск
Аэропорт Братск

С любовью к дальневосточному леопарду!
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Поезда и экспресс-автобусы Аэроэкспресс в аэропорты Шереметьево и Домодедово курсируют по расписанию в снегопад
ООО "Аэроэкспресс"

ОАК заключила предварительное соглашение с индийской компанией Flamingo Aerospace о поставке шести самолетов Ил-114-300
Госкорпорация Ростех

Авиакомпания NordStar подвела итоги производственной деятельности за 2025 год
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Самолет Ил-114-300 дебютировал в небе Индии
Госкорпорация Ростех

Аэропорт Шереметьево работает в штатном режиме и в полном объеме обеспечивает все рейсы по расписанию на вылет и прилет в условиях продолжающегося снегопада
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

ОАК и HAL подписали договор о совместной деятельности по производству SJ-100 в Индии
ПАО "ОАК"

«Российские космические системы» председательствуют в экспертной группе по оценке зоны покрытия Коспас-Сарсат
АО "Российские космические системы"

ОДК готова к серийному производству двигателей ТВ7-117СТ-01 для самолетов Ил-114-300
АО "ОДК"

Red Wings перевезла за год на российских самолетах 2 млн пассажиров и 2 совы
АО "Ред Вингс"

В МАИ разработали стабилизатор антенны для увеличения дальности связи беспилотников
Московский авиационный институт

МАИ стал площадкой для стажировки преподавателей опорных вузов ОАК
Московский авиационный институт

Аэропорт Шереметьево обеспечил обслуживание свыше 400 рейсов
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Компания Smart Technic приступила к техническому обслуживанию воздушных судов
АО "Авиакомпания Смартавиа"