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:

КРЭТ инвестирует 2,5 млрд рублей в новое производство авианавигационных систем в Тамбове
АО "КРЭТ"

ОДК при поддержке ВТБ реализует программу повышения финансовой эффективности
АО "ОДК"

РКС И РНФ подписали на ПМЭФ-2026 соглашение о сотрудничестве в сфере научно-технологического развития ракетно-космической отрасли
АО "Российские космические системы"

Правительство Якутии и ОАК подписали на ПМЭФ – 2026 соглашение о намерениях на поставку самолетов SJ-100 и Ту-214
Пресс-центр Республики Саха (Якутия) в Москве

Геоскан и Правительство Югры заключили соглашение о развитии беспилотных авиационных систем в регионе
ГК "Геоскан"

Генеральный директор Аэрофлота провёл рабочую встречу с губернатором Хабаровского края Дмитрием Демешиным
ПАО "Аэрофлот"

ОАК подписал соглашение с Ульяновской областью о развитии производственных мощностей филиала АО «Ил» — «Авиастар»
ПАО "ОАК"

«Газпром нефть» примет участие в реализации крупнейших проектов транспортной инфраструктуры
АО "Газпромнефть-Аэро"

Генеральный директор Аэрофлота провёл рабочую встречу с губернатором Камчатского края Владимиром Солодовым
ПАО "Аэрофлот"

ОДК и правительство Ярославской области договорились о развитии производства в Рыбинске
ООО «ОДК Инжиниринг»

Дворники на автомобиль, шпроты в масле, меховую шапку и два серебряных кольца забыли пассажиры Аэроэкспресса весной
ООО "Аэроэкспресс"

Аэрофлот и Сбер разработают решения для транспортной отрасли на основе генеративного искусственного интеллекта
ПАО "Аэрофлот"

ОАК и Правительство Республики Саха подписали соглашение о намерениях на поставку самолетов SJ-100 и Ту-214
ПАО "ОАК"

Генеральный директор Аэрофлота провёл рабочую встречу с губернатором Челябинской области Алексеем Текслером
ПАО "Аэрофлот"

Михаил Парнев и Дмитрий Баканов обсудили на ПМЭФ вопросы сотрудничества в сфере космоса
АО "ГТЛК"

Аэрофлот и VK договорились о стратегическом сотрудничестве
ПАО "Аэрофлот"

Аэрофлот открывает новые прямые рейсы в Минск из Нижнего Новгорода и Чебоксар
ПАО "Аэрофлот"

Red Wings выполнила первый рейс из Махачкалы в Ош
АО "Ред Вингс"

Услуга экспресс-доставки доступна в Международном аэропорту Владивосток
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Авиакомпания Smartavia открыла новый регулярный маршрут Сыктывкар-Калининград
АО "Авиакомпания Смартавиа"