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:

В аэропорту «Гагарин» состоялась церемония установки памятных знаков космонавтам-участникам Великой Отечественной войны
АО УК "Аэропорты Регионов"

Эксперты обсудили законодательные аспекты развития беспилотной авиации в России
ПАО "ОАК"

Учебный центр аэропорта Домодедово получил признание в Республике Беларусь
Московский аэропорт Домодедово

Авиакомпания «РусЛайн» проводит традиционную акцию благодарности ко Дню Победы
АО АК "РусЛайн"

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

Ростех создает бортовую телесистему Российской орбитальной станции
Госкорпорация Ростех

В международном аэропорту Хабаровск открылась новая выставка ко Дню космонавтики
АО "Хабаровский аэропорт"

Галерея Славы аэропорта Домодедово пополнилась новым именем
Московский аэропорт Домодедово

Utair будет выполнять полеты по 120 направлениям в весенне-летнем расписании
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Nordwind Airlines анонсировала полетную программу из Уфы на лето 2025
АО "Международный Аэропорт "Уфа"

Иркутский аэропорт усилил безопасность полетов новой машиной для обработки ВПП
АО "Международный аэропорт Иркутск"

Портрет Есенина, килограмм креветок и отчет по итогам практики: что пассажиры забыли в поездах «Аэроэкспресс»
ООО "Аэроэкспресс"

Погода вносит свои коррективы – «Волга-Днепр» открыла третий сезон по лесопожарной защите в ЦФО
Авиакомпания "Волга-Днепр"

Переход на весенне-летнюю навигацию
АО "Международный Аэропорт "Уфа"

В МГТУ ГА прошёл «День карьеры»
МГТУ ГА

Эмирейтс признана лучшей зарубежной авиакомпанией года по версии премии «Крылья России»
Авиакомпания Emirates

Авиакомпания Smartavia и благотворительный фонд «Антон тут рядом» награждены специальным дипломом премии «Крылья России»
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Достижения в авиационной отрасли способствуют развитию туризма в регионах России
АО "Международный Аэропорт "Уфа"

Международный аэропорт «Казань» имени Габдуллы Тукая объявлен лучшим аэропортом 2024 года на Национальной авиационной премии «Крылья России»
АО "Международный аэропорт "Казань"

«Уральские авиалинии» стали дипломантами отраслевой премии «Крылья России-2024» сразу в двух номинациях
ОАО АК "Уральские авиалинии"