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 увеличил на 16% ёмкость рейсов между Москвой и Геленджиком
ПАО "Аэрофлот"

S7 Group и Новосибирский государственный университет договорились о кадровом партнерстве
АО "Авиакомпания "Сибирь"

Экономичное торможение и уникальная теплозащита: в МАИ разрабатывают технологии для исследования Венеры
Московский авиационный институт

«Не ждали», «Крестный ход в Курской губернии», «Садко» и еще более 90 произведений отправились в Китай на борту самолетов авиакомпании «Волга-Днепр»
Авиакомпания "Волга-Днепр"

Международный аэропорт Владивосток увеличил пассажиропоток на 13% по итогам 6 месяцев
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу авиаперевозок по Приморскому краю до конца 2025 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

Аэрофлот расширил услугу по перевозке животных в салоне самолёта
ПАО "Аэрофлот"

ИИ не даст посетителям аэропортов забрести в опасные зоны
NtechLab

Аэропорт Домодедово демонстрирует стабильные показатели пунктуальности
Московский аэропорт Домодедово

Red Wings перевезла более 1,2 миллионов пассажиров за полгода
АО "Ред Вингс"

«АльфаСтрахование» открыла прямые онлайн-продажи страховок от задержки и отмены рейса на собственном сайте
АО "АльфаСтрахование"

Аэропорт Внуково встречает пассажиров системой интуитивной навигации
Международный аэропорт Внуково

AZUR air увеличивает частоту полетов в Даламан
Авиакомпания AZUR air

AZUR air увеличивает частоту полётов в Даламан из Казани
Авиакомпания AZUR air ; АО "Международный аэропорт "Казань"

МАИ открыл летнюю аэрокосмическую школу для студентов из Китая
Московский авиационный институт

Невероятный Египет: рейсы в Хургаду из аэропорта «Казань» с новым зарубежным партнёром – авиакомпанией Nesma Airlines
АО "Международный аэропорт "Казань"

S7 Airlines открыла продажу билетов на рейсы в Геленджик
АО "Авиакомпания "Сибирь"

Сергей Чемезов посетил Иркутский авиационный завод
Госкорпорация Ростех

Пассажиры S7 Airlines почти 700 000 раз оценили работу бортпроводников
АО "Авиакомпания "Сибирь"

Группа «Аэрофлот» объявляет операционные результаты за июнь 2025 года
ПАО "Аэрофлот"