Проблемы навигации автономных транспортных средств в современных условиях
Николай Панокин, начальник центра перспективных разработок автономных систем, Московский политехнический университет, к.т.н. Актуальность и проблемы спутниковой навигации: - Высокая актуальность вопроса навигации для различных видов транспорта, включая наземный, морской и авиационный. - Ранее точность спутниковой навигации (ГЛОНАСС, GPS) достигала метра для самолётов и сантиметров для наземного транспорта. - В настоящее время наблюдаются проблемы, связанные с техногенным воздействием на системы спутниковой навигации, приводящие к их отключению в некоторых областях. - Существуют риски, связанные с воздействием на спутниковые группировки солнечной радиации и вспышек, что может привести к деградации систем. Альтернативные технологии навигации: - Инерциальные системы: Используются в комплексе с ГНСС. - Оптическая одометрия: Определение вектора смещения по изменениям изображения поверхности. Недостаток — накапливаемые ошибки. - Оптическая навигация: Сравнение изображения поверхности с готовыми картами. - Основная проблема: сложные алгоритмы обработки и высокая стоимость (необходимо снизить стоимость до 50 тыс. руб. на единицу). - Преимущества: отсутствие накапливаемой ошибки. - Навигация по радиоизображению: Использование радаров бокового обзора, инфракрасного диапазона. - Может стать независимой от погоды. - Навигация по магнитометрам: Самая низкая точность на сегодняшний день. Влияние погодных условий: - Радар имеет наименьшую зависимость от погоды среди рассмотренных методов. ГЛОНАСС и камеры подвержены влиянию погоды. - Успешность позиционирования зависит от условий, особенно в городской среде с высоким затенением. Обработка данных и новые методы: - При обработке данных используются фильтры Калмана для комплексирования разнородных данных. - Методы SLAM пока сложны для гарантированного позиционирования. Комбинированные методы и инфраструктура: - Использование комбинаций беспилотных летательных аппаратов и наземного транспорта в зонах, где ГНСС не работает. - Необходимо уделять внимание инфраструктурным особенностям, таким как специальное оборудование дорог. Использование инерциальных систем (ИНС): - ИНС используется в любой системе, где есть ГНСС. - Возможно использование ИНС на небольших участках, например в тоннелях где ГНСС не работает. Работа с несколькими спутниковыми системами: - Все спутниковые системы (GLONASS, GPS, Beidou, Galileo) базируются на общих принципах, отличающихся частотами и кодированием сигналов. - Многочастотный приёмник, обрабатывает сигналы разной кодировки, работая со всеми системами. - Возможность загрубления или искажения данных от "недружественных" систем. Необходимо уделять больше внимания инфраструктурным решениям и технологиям, обеспечивающим независимость от ненадежных систем спутниковой навигации.
Николай Панокин, начальник центра перспективных разработок автономных систем, Московский политехнический университет, к.т.н. Актуальность и проблемы спутниковой навигации: - Высокая актуальность вопроса навигации для различных видов транспорта, включая наземный, морской и авиационный. - Ранее точность спутниковой навигации (ГЛОНАСС, GPS) достигала метра для самолётов и сантиметров для наземного транспорта. - В настоящее время наблюдаются проблемы, связанные с техногенным воздействием на системы спутниковой навигации, приводящие к их отключению в некоторых областях. - Существуют риски, связанные с воздействием на спутниковые группировки солнечной радиации и вспышек, что может привести к деградации систем. Альтернативные технологии навигации: - Инерциальные системы: Используются в комплексе с ГНСС. - Оптическая одометрия: Определение вектора смещения по изменениям изображения поверхности. Недостаток — накапливаемые ошибки. - Оптическая навигация: Сравнение изображения поверхности с готовыми картами. - Основная проблема: сложные алгоритмы обработки и высокая стоимость (необходимо снизить стоимость до 50 тыс. руб. на единицу). - Преимущества: отсутствие накапливаемой ошибки. - Навигация по радиоизображению: Использование радаров бокового обзора, инфракрасного диапазона. - Может стать независимой от погоды. - Навигация по магнитометрам: Самая низкая точность на сегодняшний день. Влияние погодных условий: - Радар имеет наименьшую зависимость от погоды среди рассмотренных методов. ГЛОНАСС и камеры подвержены влиянию погоды. - Успешность позиционирования зависит от условий, особенно в городской среде с высоким затенением. Обработка данных и новые методы: - При обработке данных используются фильтры Калмана для комплексирования разнородных данных. - Методы SLAM пока сложны для гарантированного позиционирования. Комбинированные методы и инфраструктура: - Использование комбинаций беспилотных летательных аппаратов и наземного транспорта в зонах, где ГНСС не работает. - Необходимо уделять внимание инфраструктурным особенностям, таким как специальное оборудование дорог. Использование инерциальных систем (ИНС): - ИНС используется в любой системе, где есть ГНСС. - Возможно использование ИНС на небольших участках, например в тоннелях где ГНСС не работает. Работа с несколькими спутниковыми системами: - Все спутниковые системы (GLONASS, GPS, Beidou, Galileo) базируются на общих принципах, отличающихся частотами и кодированием сигналов. - Многочастотный приёмник, обрабатывает сигналы разной кодировки, работая со всеми системами. - Возможность загрубления или искажения данных от "недружественных" систем. Необходимо уделять больше внимания инфраструктурным решениям и технологиям, обеспечивающим независимость от ненадежных систем спутниковой навигации.