Австралійські дослідники використовують зірки для боротьби з глушінням GPS в безпілотниках. Дослідники розробили навігаційну систему на основі зору, яка використовує візуальні дані від зірок.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Система, розроблена інженерами з Університету Південної Австралії (UniSA), пропонує надійну альтернативу для нічної навігації в районах, де сигнали GPS недоступні або ненадійні. Система використовує алгоритм, який аналізує зоряні візуальні дані за допомогою стандартних систем автопілота. Під час тестування на безпілотнику було досягнуто точного позиціонування в межах 4 км, що є вражаючими результатами, враховуючи простоту і доступність системи.
Команда стверджує, що легка, економічно ефективна система небесної навігації легко інтегрується в стандартні дрони, забезпечуючи надійну і точну підтримку. «На відміну від традиційних навігаційних систем на основі зірок, які часто є складними, важкими і дорогими, наша система простіша, легша і не потребує стабілізаційного обладнання, що робить її придатною для менших дронів», – сказав Семюель Тіг, дослідник UniSA.
Небесна навігація, один з найстаріших методів авіаційної навігації, використовує положення зірок для визначення місця розташування. Хоча розвиток GPS затьмарив її використання, небесна навігація залишається цінним інструментом для сценаріїв, в яких GPS не працює, пропонуючи стійкість до перешкод.
Ранні системи, такі як в літаку SR-71, покладалися на стабілізовані телескопи і інерційні сенсори для точного позиціонування. Однак їхній розмір і складність робили їх непрактичними для сучасних легких БПЛА.
Нещодавні дослідження зосереджуються на небесних системах, які не потребують механічної стабілізації, що робить їх легкими та економічно ефективними. Ці системи використовують камери для відстеження зірок, а алгоритми оцінюють положення на основі даних про висоту і положення зірок.
За словами дослідників, основним обмеженням є точність, оскільки помилки орієнтації в недорогих автопілотах можуть призвести до значних позиційних неточностей. Хоча методи атмосферної рефракції є багатообіцяючими, вони потребують високостабільних платформ.
Сучасні досягнення комп’ютерного зору розв’язують обчислювальні проблеми, уможливлюючи небесну навігацію на БПЛА. Нове дослідження демонструє його доцільність, балансуючи між простотою, вартістю і точністю для практичного застосування. «Цей тип навігації ідеально підходить для операцій над океанами або в зонах бойових дій, де існує ризик глушіння GPS. Окрім оборонного сектору, він також може бути дуже корисним для моніторингу навколишнього середовища», – сказав Тіг у своїй заяві.
Рекомендація редакції: Зброя української перемоги: БПЛА вертикального зльоту V-BAT
Дослідники з UniSA розробили метод підвищення точності небесної навігації за допомогою орбітального руху. Виконуючи повний оберт по азимуту, будь-яка камера, що не вирівняна, відстежує кругову помилку в широті і довготі.
Усереднення цих результатів уточнює оцінку положення, навіть якщо камера не співпадає з системою відліку кута місця і курсу (AHRS). Метод був протестований під час реального польоту, досягнувши точності позиціонування в межах 4 км, використовуючи орбіти на фіксованій висоті і швидкості.
Оцінки положення усереднювалися після кожної орбіти, і алгоритм перекалібровував орієнтацію камери, щоб наблизитися до справжнього місцезнаходження. Процес виявився надійним, не потребуючи попередніх знань про положення і дозволяючи вирівнювати камеру з точністю до півкулі.
За словами команди, на відміну від традиційних систем, які інтегрують небесні та інерційні вимірювання за допомогою складних фільтрів, таких як розширені фільтри Калмана (EKF), ця система працює незалежно. Вона забезпечує абсолютні вимірювання глобального положення, на які не впливають початкові умови або помилки інтеграції.
Дослідники підкреслюють, що при точному визначенні часу метод залишається надійним протягом тривалого часу, розв’язуючи ключові проблеми в реалізації небесної навігації для практичного застосування БПЛА.
Ключовим обмеженням цього методу є його залежність від видимості неба. Хоча короткохвильові інфрачервоні камери пропонують альтернативу денному світлу, вони мають нижче співвідношення сигнал/шум, що призводить до більшої кількості помилок. Майбутні дослідження можуть з’ясувати, чи може запропонований метод зменшити ці підвищені помилки.
Якщо вам цікаві статті та новини про авіацію та космічну техніку — запрошуємо вас на наш новий проєкт AERONAUT.media.
Читайте також: