Дрон-спасатель без GPS: разработка МАИ откроет новые возможности для поисковых операций

Фото: Пресс-служба МАИ / Личный архив

В Московском авиационном институте разрабатывают уникальную систему автономной навигации, позволяющую беспилотникам успешно функционировать даже в условиях полной потери сигнала GPS. Алгоритмы, камеры и датчики позволяют ей ориентироваться в пространстве, имитируя принципы человеческого восприятия – то есть «видеть» и «чувствовать» мир. Параллельно с этим встроенная нейросеть анализирует видеопоток и идентифицирует людей, благодаря чему снижается вероятность упустить объект из‑за человеческой ошибки или сбоев в канале связи при поисково-спасательных операциях.

В основе технологии лежит визуально-инерциальная навигация по методу SLAM (Simultaneous Localization And Mapping), позволяющая дрону строить собственную карту местности и отслеживать своё положение даже при сложных манёврах и потери сигналов GPS. Над проектом работает команда студентов из института № 8 «Компьютерные науки и прикладная математика», института № 2 «Авиационные, ракетные двигатели и энергетические установки» и института № 14 «Передовая инженерная школа» МАИ. 

– Мы создали систему, которая позволяет беспилотнику «понимать», где он находится, опираясь на собственные «ощущения» в виде инерциальной системы и компьютерное зрение. Специальная камера выполняет функцию зрения, а инерциальные датчики отвечают за восприятие движений. Наш алгоритм в реальном времени анализируют поступающую информацию, оценивая положение, скорость и ориентацию летательного аппарата. Объединение этих данных будет обеспечивать высокую точность и стабильность навигации, – прокомментировал руководитель проекта, доцент кафедры 806 «Вычислительная математика и программирование», заместитель начальника управления IT-Центра МАИ Пётр Ухов.

Ключевым элементом разработки стала интеграция алгоритмов машинного обучения, позволяющих дрону не только ориентироваться в пространстве, но и обнаруживать людей в реальном времени. 

Как отмечают разработчики, решение, предложенное коллективом МАИ, имеет важные конкурентные преимущества. Многие существующие аналоги либо требуют установки дорогостоящего и энергоёмкого оборудования, либо работают как отдельные устройства, не полностью интегрированные в систему управления дроном. В отличие от них, в проекте МАИ навигация полностью встроена в собственноручно изготовленный полётный контроллер, что обеспечивает более стабильную и надёжную работу.

– Проект изначально закладывался как масштабируемый. Это позволит в будущем адаптировать технологию для различных типов беспилотных авиационных систем и задач, таких как мониторинг труднодоступных территорий, обследование зданий, промышленных объектов и зон чрезвычайных ситуаций, – отметил Пётр Ухов.

Проект проходит полевые испытания. В настоящее время коллектив работает над расширением функциональности системы и повышении точности получения данных о курсе и координатах летательного аппарата. Кроме этого повышается автономность: планируется использование результатов детекции не только для фиксации факта обнаружения человека, но и для принятия решений на уровне миссии — например, автоматическое удержание объекта в поле зрения, уточнение траектории или повторный облёт зоны интереса. Также перспективным направлением является повышение надёжности работы в сложных условиях — при плохом освещении, задымлении, монотонных сценах. Довести проект до законченного решения планируется во втором квартале 2026 года.