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:

Шоколад на высоте: секреты идеального вкуса от Эмирейтс
Авиакомпания Emirates

17,2 млн пассажиров обслужил терминал Аэроэкспресса в аэропорту Домодедово с момента запуска
ООО "Аэроэкспресс"

«РТ-Техприемка» признана ИНТИ в качестве органа по сертификации систем менеджмента
АО "РТ-Техприемка"

«Росэл» представил линейку продуктов для ключевых отраслей экономики Тверской области
Холдинг «Росэл»

Более 30 выпускников-целевиков вузов Башкортостана пополнят коллектив ОДК-УМПО
АО "ОДК"

«Ингосстрах» застраховал риски запуска транспортного пилотируемого корабля «Союз МС-29»
СПАО «Ингосстрах»

Ростех впервые представил комплекс «Паутина» для защиты от дронов промышленных объектов
Госкорпорация Ростех

Ростех и Минобрнауки развивают производственную аспирантуру как самостоятельный институт ученых-практиков
Госкорпорация Ростех

Пассажиропоток аэропорта Братск вырос на 8%
Аэропорт Братск

Международный аэропорт Владивосток увеличил пассажиропоток по итогам первого полугодия на 10%
АО "Международный аэропорт Владивосток"

90% навигации – на китайском: в аэровокзале «Южно-Сахалинск» завершается перевод информационных аншлагов и табличек
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Chengdu Airlines открыла программу полетов из международного аэропорта Хабаровск
АО "Хабаровский аэропорт"

Аэрофлот увеличивает частоту рейсов между Краснодаром и Стамбулом
ПАО "Аэрофлот"

Двигатели ОДК обеспечили доставку международного экипажа 75-й длительной экспедиции на МКС
АО "ОДК"

Специалисты «Российских космических систем» подтвердили высокий уровень компетенций на чемпионате «Молодые профессионалы Роскосмоса-2026»
АО "Российские космические системы"

Лучшие работники аэропорта Шереметьево представлены на Аллее Славы города Лобня
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Региональная миссия Ростеха открывает новые возможности для сотрудничества с Тверской областью
Госкорпорация Ростех

AZUR air перевезла более 20 тыс. пассажиров на маршрутах в Анталью из Архангельска, Оренбурга, Сыктывкара и Ульяновска
Авиакомпания AZUR air

Беспилотник «Геоскан 201» получил сертификат «Сделано в России» от РЭЦ
ГК "Геоскан"

В МАИ стартовала Международная летняя аэрокосмическая школа для китайских студентов
Московский авиационный институт