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:

Волонтеры «Газпром нефти» очистили берег Азовского моря
АО "Газпромнефть-Аэро"

Аэрофлот заключил два соглашения о сотрудничестве в рамках Всероссийской недели охраны труда
ПАО "Аэрофлот"

В аэропорту Краснодар парк аэродромной техники пополнился безводильным буксировщиком
Международный аэропорт Краснодар

В аэропорту Краснодара во второй раз за год прошла донорская акция
Международный аэропорт Краснодар

Делегация аэропорта Красноярск приняла участие в Днях Сибири в Узбекистане
Международный аэропорт Красноярск

Аэрофлот увеличивает частоту рейсов в Кемерово и Барнаул
ПАО "Аэрофлот"

ЦАТ предложил оптимизировать процесс сертификации «напечатанных» деталей
АО "ОДК"

В ОДК-Кузнецов прошел слёт будущих инженеров-двигателистов
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Международный аэропорт Владивосток увеличил пассажиропоток на 10% по итогам 9 месяцев работы 2026 года
АО "Международный аэропорт Владивосток"

ОДК-Кузнецов посетили работники российских музеев космонавтики
АО "ОДК"

Аэроэкспресс и Московский Художественный театр имени А. П. Чехова начинают долгосрочное сотрудничество
ООО "Аэроэкспресс"

Ассоциация «АЭРОНЕКСТ» обратилась в Прокуратуру из-за массовой блокировки планов полетов беспилотников
Ассоциация «АЭРОНЕКСТ»

ОДК представит на фестивале «Наука 0+» двигатель для лунных космических ракет
АО "ОДК"

В аэропорту Братск прошли маcштабные огневые учения
Аэропорт Братск

От школьного инфобота до профессии инженера: КРЭТ расширил образовательную программу в Тамбовской области
АО "КРЭТ"

В аэропорту Владивосток стартовала акция, главные призы - авиабилеты и путевки на отдых
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Авиакомпания NordStar перевезла миллионного пассажира с начала 2026 года
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Nordwind дополнил зимнее расписание рейсами в Сухум из аэропорт «Казань»
АО "Международный аэропорт "Казань"

Utair запустит рейсы в Египет
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Аэрофлот — официальный авиаперевозчик и участник Всероссийской недели охраны труда
ПАО "Аэрофлот"