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:

Международный аэропорт «Казань» перешёл на зимнее расписание: запланировано открытие новых рейсов
АО "Международный аэропорт "Казань"

Red Wings перешла на осенне-зимнее расписание полетов
АО "Ред Вингс"

Волонтеры «Газпром нефти» обновили спортивный зал в молодежном казачьем клубе в Калаче-на-Дону
АО "Газпромнефть-Аэро"

Геоскан передал «ЛизаАлерт» видеодрон для поиска людей с воздуха
ГК «Геоскан»

ОДК и Российское общество «Знание» будут вместе рассказывать о достижениях промышленности
АО "ОДК"

Росэл представил подход к оптимизации эшелонированной защиты от БПЛА
Холдинг «Росэл»

В ОДК-Газовые турбины рассказали студентам и школьникам о производстве газотурбинных агрегатов
ООО «ОДК Инжиниринг»

Авиакомпания Smartavia перешла на работу по зимнему расписанию
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Авиакомпания NordStar перешла на осенне-зимнее расписание
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Аэрофлот увеличивает частоту полётов из Екатеринбурга в Гоа
ПАО "Аэрофлот"

Як-130М получил комплекс активной защиты
Госкорпорация Ростех

ОДК-Кузнецов провел «Неделю без турникетов» в новом формате
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Авиарейсы между Братском и Иркутском стали ежедневными
Аэропорт Братск

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» открывает осенне-зимний период дополнительными рейсами на межрегиональных направлениях
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Международный аэропорт Красноярск переходит на осенне-зимнее расписание полетов
Международный аэропорт Красноярск

Символичный старт зимы: S7 Airlines связала прямыми рейсами Хабаровск и Пекин
АО "Хабаровский аэропорт"

Аэрофлот бесплатно перевезёт снаряжение для зимних и водных видов спорта
ПАО "Аэрофлот"

Осенне-зимнее расписание аэропорта Хабаровск: расширение рейсов в Китай, современные исторические максимумы и усиление присутствия S7 Airlines
АО "Хабаровский аэропорт"

Международный аэропорт Владивосток переходит на зимнее расписание полетов
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Аэрофлот вводит дополнительные рейсы в пункты Дальнего Востока на время школьных каникул
ПАО "Аэрофлот"