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:

Новый способ погрузки позволил авиакомпании «Волга-Днепр» доставить срочный проектный груз из Китая в Россию
Авиакомпания "Волга-Днепр"

В МАИ придумали комплекс для моделирования посадки первой ступени многоразовой ракеты
Московский авиационный институт

Авиационный учебный центр МАИ подготовил почти 150 специалистов для крупнейшей белорусской авиакомпании
Московский авиационный институт

«РТ-Техприемка» и Институт физики атмосферы РАН создадут беспилотные комплексы для экомониторинга
АО "РТ-Техприемка"

Двигатели ОДК в составе самолетов «Суперджет» и Ил-114-300 будут впервые показаны на выставке в Индии
АО "ОДК"

Ростех покажет новые многоцелевые беспилотники Lightning на выставке в Абу-Даби
Госкорпорация Ростех

Решать конфликты, учитывая особенности темперамента, научились сотрудники аэровокзала «Южно-Сахалинск»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Аэропорт Елизово подвел итоги работы за 2025 год
АО УК "Аэропорты Регионов"

ХХI шахматный турнир «Аэрофлот Опен» пройдет в 2026 году в новом формате
ПАО "Аэрофлот"

Эмирейтс объявляет о партнерстве с первой ракеткой мира Ариной Соболенко
Авиакомпания Emirates

«РТ-Техприемка» оценила перспективные проекты первокурсников МАИ в цифровой метрологии
АО "РТ-Техприемка"

Группа «Аэрофлот» подвела итоги перевозок через Красноярск за 2025 год
ПАО "Аэрофлот"

Международный аэропорт Сургут обслужил более 85 тысяч пассажиров в период новогодних праздников
Международный аэропорт Сургут

Аэрофлот назвал самые популярные и самые быстрорастущие направления за 2025 год
ПАО "Аэрофлот"

Итоги производственной деятельности аэропорта Новый Уренгой за 2025 год
АО УК "Аэропорты Регионов"

Положительная динамика в подарок: новогодние каникулы принесли аэровокзалу «Южно-Сахалинск» прирост основных показателей
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

В международном аэропорту Хабаровск подвели итоги работы за 2025 год
АО "Хабаровский аэропорт"

Аэрофлот увеличивает частоту рейсов в Китай
ПАО "Аэрофлот"

Аэрофлот подвёл итоги праздничных акций для пассажиров на борту
ПАО "Аэрофлот"

Компания «Азимут» оснастила аэропорт Сочи новейшим оборудованием для бесперебойной связи диспетчеров с самолетами
Госкорпорация Ростех