Видеокамера вместо GPS: визуальная навигация обеспечит работу БПЛА и роботов в зонах без спутникового сигнала

Ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) представили новую разработку в области автономной навигации. Инженер-исследователь Николаос Циоплиакис создал усовершенствованный фильтр для визуально-инерциальных систем (ВИНС), который позволяет беспилотникам и роботам определять свое местоположение с точностью до 10 сантиметров даже там, где сигнал спутников недоступен или подавлен.

Видеокамера вместо GPS: визуальная навигация обеспечит работу БПЛА и роботов в зонах без спутникового сигнала

Традиционные инерциальные системы склонны к накоплению ошибок со временем. ВИНС решает эту проблему, сопоставляя данные с акселерометров и гироскопов с видеопотоком с бортовой камеры, ориентируясь на детали ландшафта. Однако обработка сотен визуальных ориентиров классическими методами требовала колоссальных вычислительных мощностей из-за кубической сложности алгоритмов.

Предложенное решение использует декомпозицию фильтра Калмана через метод главных компонент. Это снижает вычислительную нагрузку до линейной зависимости от числа признаков, сохраняя при этом высокую точность. Ключевое отличие от аналогов – отсутствие временного ограничения на отслеживание объекта. Если контрастный ориентир долго находится в поле зрения, система извлекает максимум информации о перемещении за все время наблюдения, что значительно повышает надежность позиционирования.

Алгоритм уже прошел практическую проверку на стенде-демонстраторе многокамерного жидкостного ракетного двигателя, подтвердив свою эффективность. Система способна работать как с искусственными маркерами, так и с естественными деталями рельефа, не требуя заранее загруженной карты местности.

Результаты исследования удостоены диплома II степени на профильной конференции, а научная статья опубликована в журнале «Гироскопия и навигация». Разработки ученых открывают путь к созданию полностью автономных комплексов для работы под землей, внутри зданий и в условиях радиоэлектронной борьбы.

Читайте также

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

Российские специалисты научили роботов находить кратчайший путь в сто раз быстрее

Российские специалисты научили роботов находить кратчайший путь в сто раз быстрее

Физики создали необычный аналоговый ИИ из 400 вращающихся микрочастиц в капле жидкости

Физики создали необычный аналоговый ИИ из 400 вращающихся микрочастиц в капле жидкости

Нейросети научат искать потенциальные ямы: ДГТУ формирует датасеты для анализа дорог

Нейросети научат искать потенциальные ямы: ДГТУ формирует датасеты для анализа дорог

Российская Tomato Quality Station автоматически сортирует помидоры

Российская Tomato Quality Station автоматически сортирует помидоры

Ученые предупредили о новой угрозе для квантовых компьютеров

Ученые предупредили о новой угрозе для квантовых компьютеров

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

NASA показало поврежденное колесо марсохода Curiosity после почти 14 лет работы на Марсе

NASA показало поврежденное колесо марсохода Curiosity после почти 14 лет работы на Марсе