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:

Аэрофлот одержал победу в двух номинациях отраслевой авиационной премии RUSky Awards
ПАО "Аэрофлот"

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» признали лучшим аэропортом страны
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

КРЭТ впервые представил на НАИС проектор дополненной реальности для летчиков
АО "КРЭТ"

Воздушный флот ГТЛК помог восстановить энергосистему Мурманской области
АО "ГТЛК"

УК «Аэропорты Регионов» стала обладателем 7 наград престижной профессиональной премии
АО УК "Аэропорты Регионов"

Аэропорт «Гагарин - лауреат премии «Воздушные ворота России»
АО УК "Аэропорты Регионов"

Международный аэропорт «Казань» имени Габдуллы Тукая снова объявлен лучшим аэропортом года
АО "Международный аэропорт "Казань"

Почти треть российских аэропортов увеличили IT?инвестиции в 2025 году
АО "ОРС"

Red Wings получила премию RUSky Awards за развитие туристических программ
Авиакомпания Red Wings

Аэропорт Красноярск завоевал серебро премии «Воздушные ворота России 2026»
Международный аэропорт Красноярск

«Российские космические системы» расширяют производство под выпуск новых компонентов космической техники
АО "Российские космические системы"

В авиакомпании Smartavia назначен исполнительный директор
АО "Авиакомпания Смартавиа"

УК «Аэропорты Регионов» представила на НАИС 2026 новое цифровое решение на базе ИИ
АО УК "Аэропорты Регионов"

ГТЛК, S7 Group и ОАК подписали меморандум о сотрудничестве по проекту поставки 100 самолетов Ту-214
АО "ГТЛК"

Более трёх тонн гуманитарной помощи отправят из аэропорта Иркутска в Бодайбо
АО "Международный аэропорт Иркутск"

ОАК, S7 и ГТЛК подписали меморандум о поставке 100 самолетов Ту-214
ПАО "ОАК"

Авиадвигатель ПД-8 успешно прошел 150-часовые испытания при максимальных нагрузках
Госкорпорация Ростех

Авиадвигатель ПД-8 успешно прошел 150-часовые испытания при максимальных нагрузках
АО "ОДК"

Red Wings помогла леопарду Каре добраться до нового дома
АО "Ред Вингс"

«Флай Дрон» представляет на НАИС-2026 обновленный «Рубикон»
"Флай Дрон"