Сегодня наиболее распространенным способом навигации беспилотных воздушных судов (БВС) является спутниковая навигация – GPS (Global Positioning System) и ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система). Однако такая навигация не обеспечивает должный уровень точности определения положения в местах, где сигнал от спутника достигает воздушного судна ослабленным или же не достигает его вовсе. Например, подобные сложности могут возникать при работе БВС в помещении – если беспилотник используется в системе «умного склада» или исследует труднопроходимые помещения.
Альтернативная система на основе технического зрения
Альтернативой спутниковой системе стала оптическая: она отлично справляется с задачей там, где сигнал от спутника достигает воздушного судна ослабленным или же не достигает его вовсе. Оптическая навигация основана на использовании технического зрения: БВС ориентируется в пространстве на основе информации, полученной от окружающих его объектов. Основным преимуществом оптической навигации является то, что она позволяет дрону оценить свое местоположение независимо от того, насколько хорошо поступает сигнал со спутников.
«Мы разработали систему оптической навигации, с помощью которой беспилотник может ориентироваться на местности. Для построения карты ей необходимы лишь объекты, находящиеся на территории работы беспилотника. Дополнительную информацию беспилотник может получить, считывая на местности специальные метки. При этом сами метки могут быть различными – например, QR-коды или метки AprilTag».
– Аспирант кафедры вычислительной техники (ВТ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ», младший научный сотрудник Лаборатории МИС Руслан Гатауллин
Определение местоположения БВС с помощью оптической системы навигации производится в несколько этапов. В первую очередь проходит обнаружение и анализ поверхности, которую «видит» дрон, и сопоставление внутренней карты с реперными точками, которые определены на местности в том числе с помощью меток. После этого при помощи алгоритмов машинного зрения беспилотник определяет свое местоположение и проводит дополнительную оценку полученных данных от инерциальной навигационной системы (ИНС), с помощью которой можно получать информацию о положении дрона в пространстве. При создании и тестировании системы оптической навигации в качестве ИНС учеными были использованы гироскопические модули.