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:

Лучшие в своём деле: в МАИ стартовал «Авиахакатон: AI Challenge»
Московский авиационный институт

Аэрофлот открывает продажу на прямые регулярные рейсы из Владивостока в Пекин
ПАО "Аэрофлот"

Деловая активность в российских городах выросла на 18%
Группа компаний "Аэроклуб"

Из аэропорта Домодедово выполняются рейсы по субсидируемым маршрутам
Московский аэропорт Домодедово

Геоскан выполнил проект по аэромагнитной съемке в Папуа — Новой Гвинее
ГК "Геоскан"

ICAO валидировала программу обучения аэропорта Домодедово по обслуживанию пассажиров с ограниченной мобильностью
Московский аэропорт Домодедово

Импортозамещение авионики и создание перспективных комплексов БРЭО обсудили на Комитете СоюзМаш России
АО "КРЭТ"

«Росэлектроника» запустила процесс стандартизации в сфере воздухоплавания
Холдинг "Росэлектроника"

ГТЛК и СПУТНИКС заключили договор на поставку трех космических аппаратов
АО "ГТЛК"

Объявлены победители конкурса «Будущее авиации»
ПАО "ОАК"

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» приступил к обслуживанию транзитных рейсов Аэрофлота из Москвы
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Авиакомпания Smartavia открыла продажу билетов на рейсы летнего расписания
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Межведомственные учения «Безопасная Арктика - 2025» пройдут на территории аэропорта Новый Уренгой
АО УК "Аэропорты Регионов"

В «Росэлектронике» создали доверенный отечественный программно-аппаратный комплекс виртуализации
Холдинг "Росэлектроника"

«РТ-Техприемка» обучила сотрудников «Вертолеты России» системе менеджмента бережливого производства
АО "РТ-Техприемка"

«Косатки» Ми-8МТВ-1 совершили перелет в 6300 км
Холдинг "Вертолеты России"

Авиакомпания NordStar открывает продажу билетов на весенне-летнее расписание полетов 2025
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Счастливое число - в аэропорту Владивосток поздравили 2 888 888 пассажира
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Авиакомпания «Аврора» подписала соглашение о развитии кадрового потенциала авиации в рамках концепции «Академии региональной авиации»
АО "Авиакомпания "Аврора"

«Уральские авиалинии» открыли продажу субсидированных авиабилетов на 2025 год
ОАО АК "Уральские авиалинии"