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:

Планета в объективе: спутник «Электро-Л» №5 передал первые снимки Земли
АО "Российские космические системы"

Сотрудник Геоскана получил звание «Почетный донор России»
ГК «Геоскан»

Аэропорт «Гагарин» переходит на летнее расписание
АО УК "Аэропорты Регионов"

AZUR air улучшила показатели регулярности полетов до 95,5%
Авиакомпания AZUR air

ГТЛК успешно разместила выпуск четырехлетних ESG-облигаций серии 002P-12 на 30 млрд рублей
АО "ГТЛК"

Red Wings будет летать в Геленджик из Самары и Казани
АО "Ред Вингс"

Аэрофлот поддерживает стабильно высокий уровень безопасности полётов
ПАО "Аэрофлот"

Международный авиационный инновационный форум 2026
РИВЦ-Пулково

Utair открывает новое направление: Тюмень — Санкт-Петербург
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Адаптивный заполнитель и 3D-печать: в МАИ разработали технологию создания более лёгких конструкций БЛА
Московский авиационный институт

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу авиабилетов на социально значимые рейсы по Сахалинской области до конца мая 2026 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

Предприятию ОДК-Кузнецов вручена государственная награда за развитие авиационного двигателестроения
АО "ОДК"

Utair открывает новое направление: Тюмень — Санкт-Петербург
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Более 4 млн пассажиров перевезли экспресс-автобусы Аэроэкспресс в аэропорт Домодедово за 4 года
ООО "Аэроэкспресс"

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу билетов на рейсы из Хабаровска в Зею, Тынду, Ноглики на апрель - май 2026 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу авиабилетов из Улан-Удэ в Хужир на март и апрель 2026 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

Двигатели ОДК обеспечили старт ракеты с грузами для космонавтов МКС
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Архитекторы технологического лидерства: проекты «Российских космических систем» завоевали высшие награды салона «Архимед-2026»
АО "Российские космические системы"

Авиакомпания Smartavia отмечает семилетие своего бренда
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Прочный как сталь, но в 3 раза легче: в МИСИС представили новый композит
Университет МИСИС