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:

Авиакомпания «РусЛайн» вводит дополнительные рейсы на направлении Нарьян-Мар – Киров в преддверии майских праздников
АО АК "РусЛайн"

Михаил Погосян: «Переход на беспилотную авиацию потребует времени и доверия пассажиров»
Московский авиационный институт

МГИМО и Ростех усилят подготовку специалистов в сфере экспорта высоких технологий
Госкорпорация Ростех

Геоскан разработал дрон для внутренней инспекции промышленных объектов
ГК "Геоскан"

Геоскан объединит дроны, наземные и подводные роботы на общей технологической базе
ГК "Геоскан"

Более 400 школьников побывали на производстве «ОДК-Кузнецов» во время «Недели без турникетов»
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Авиакомпания «ЮВТ АЭРО» возобновляет рейсы из Казани в Ярославль
Авиакомпания «ЮВТ АЭРО»

ОДК-Кузнецов представил выставку «Формула полёта» к 80-летию ОКБ предприятия
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Геоскан и «Оператор инфраструктуры БАС» расширят применение беспилотных технологий за счет интеграции наземной связи
ГК "Геоскан"

Аэрофлот открывает собственные рейсы из Санкт-Петербурга в Ереван
ПАО "Аэрофлот"

На Международном форуме ОДК определяется технологическое будущее двигателестроения
АО "ОДК"

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

Nordwind Airlines увеличивает частоту выполнения рейсов между Казанью и Стамбулом
АО "Международный аэропорт "Казань"

Защиту БВС проверили на прочность в рамках эксперимента «АЭРОНЕКСТ»
Ассоциация «АЭРОНЕКСТ»

«ЮТэйр» подарит уникальные медали участникам Зеленого Марафона от Сбера
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Ульяновский институт гражданской авиации стал победителем премии Лига вузов «Газпром нефти»
АО «Газпромнефть-Аэро»

Энергетика для «Экспрессов»: НПП «Квант» произведет солнечные батареи для новых спутников связи
АО "Российские космические системы"

«РТ-Техприемка» подтвердила качество измерительного оборудования в Росстандарте
АО "РТ-Техприемка"

Red Wings начнет летать из Саранска в Анталию
АО "Ред Вингс"

КрасАвиа открывает продажу билетов на международный рейс Кызыл – Улан-Батор
АО "КрасАвиа"