Сотрудники ИТМО создали локальную систему навигации для беспилотников, которая получила название «Восток». Изобретение рассчитывает скорость и положения дрона с очень высокой точностью, которая на порядок больше, чем у GPS.
Разработка может использоваться там, где не действуют обычные спутниковые системы навигации. Например, в условиях плотной городской застройки, закрытых помещениях или тоннелях. Кроме того, с ее помощью можно реализовывать особо сложные задачи, например садиться на движущейся ледокол в сильном тумане.
В «Востоке» используются два светодиода, которые повернуты друг против друга под определенным углом. Они посылают на фотоприемники беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) световые сигналы на разной частоте. Фотоприемники принимают сигналы, а специальный модуль усиливает и обрабатывает их, рассчитывает координаты дрона и прямо на борту передает данные в бортовой компьютер. В результате в реальном времени можно видеть точное местоположение дрона, а также изменения в высоте и углах наклона бортов.
Сейчас беспилотники ориентируются и прокладывают маршрут с помощью спутниковых данных (например, GPS или ГЛОНАСС), но в сложных условиях эта система может работать с высокой погрешностью.
В отличие от аналогов «Восток» не нуждается в видеокамере, радаре или лидаре для ориентирования, а саму систему можно собрать из недорогих, доступных на отечественном рынке компонентов, отметили разработчики. Сейчас сигнал от комплекта из двух пар модулей покрывает комнату 8х8 м высотой до 3 м. При этом «Восток» легко масштабируется — достаточно увеличить количество модулей, их мощность и конфигурацию, говорят авторы проекта.
Разработка системы локальной навигации «Восток» от ИТМО — значимый шаг в области управления беспилотными летательными аппаратами. Она решает одну из главных проблем, с которой сталкиваются БПЛА, — потерю сигнала спутниковой навигации в сложных условиях, отмечает член комитета Госдумы по информационной политике, информационным технологиям и связи, федеральный координатор партийного проекта «Цифровая Россия» Антон Немкин.
«Еще одним ключевым преимуществом является гибкость и масштабируемость системы: это открывает широкие перспективы для использования в логистических центрах, складских комплексах, подземных объектах и даже в условиях сложной метеообстановки», - добавил депутат.
На фоне растущего интереса к альтернативным методам навигации «Восток» демонстрирует перспективный подход, который может эффективно сочетаться с инерциальной навигацией.
Использование светодиодов в качестве источников сигнала обеспечивает высокую энергоэффективность и устойчивость к помехам, что делает систему особенно надежной.
«Также стоит отметить потенциал «Востока» в развитии робототехники и автономных систем. Высокоточное локальное позиционирование критично для мобильных роботов на производстве, в логистике и складских комплексах, где необходимо безопасное и точное перемещение в ограниченных пространствах. В сочетании с технологиями машинного обучения и искусственного интеллекта, «Восток» может стать основой для создания полностью автономных логистических решений, способных работать в сложных и динамичных условиях. Это позволит компаниям существенно повысить эффективность производственных процессов и снизить операционные затраты», - сказал Немкин.
При этом сегодня крайне важно также уделять повышенное внимание подготовке кадров, которые смогут работать с новыми системами, которых будет становиться все больше, добавил депутат.
В рамках реализации федерального проекта «Кадры для беспилотных авиационных систем» по итогам 2024 года 523 школы и 30 колледжей из 30 регионов РФ реализуют образовательные программы по обучению навыкам проектирования, разработки, производства и эксплуатации БАС. Обучение проходит в рамках программ дополнительного образования в специализированных классах, в рамках программ СПО в центрах практической подготовки на базе колледжей, а также на курсе внеурочной деятельности «Основы безопасности и защиты Родины» раздела «Основы военной подготовки».
«Для успешного внедрения новых навигационных систем, таких как «Восток», необходимо активно развивать сотрудничество между образовательными учреждениями и промышленными предприятиями. Это позволит учащимся получать не только теоретические знания, но и практические навыки работы с передовыми технологиями. Важно обеспечить доступ к современным лабораториям, симуляторам и полигонным испытаниям, где будущие специалисты смогут отрабатывать навыки управления и обслуживания беспилотных авиационных систем. Такой подход позволит подготовить высококвалифицированные кадры, способные оперативно реагировать на вызовы цифровой экономики и технологически сложных отраслей», - заключил он.
Разработка может использоваться там, где не действуют обычные спутниковые системы навигации. Например, в условиях плотной городской застройки, закрытых помещениях или тоннелях. Кроме того, с ее помощью можно реализовывать особо сложные задачи, например садиться на движущейся ледокол в сильном тумане.
В «Востоке» используются два светодиода, которые повернуты друг против друга под определенным углом. Они посылают на фотоприемники беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) световые сигналы на разной частоте. Фотоприемники принимают сигналы, а специальный модуль усиливает и обрабатывает их, рассчитывает координаты дрона и прямо на борту передает данные в бортовой компьютер. В результате в реальном времени можно видеть точное местоположение дрона, а также изменения в высоте и углах наклона бортов.
Сейчас беспилотники ориентируются и прокладывают маршрут с помощью спутниковых данных (например, GPS или ГЛОНАСС), но в сложных условиях эта система может работать с высокой погрешностью.
В отличие от аналогов «Восток» не нуждается в видеокамере, радаре или лидаре для ориентирования, а саму систему можно собрать из недорогих, доступных на отечественном рынке компонентов, отметили разработчики. Сейчас сигнал от комплекта из двух пар модулей покрывает комнату 8х8 м высотой до 3 м. При этом «Восток» легко масштабируется — достаточно увеличить количество модулей, их мощность и конфигурацию, говорят авторы проекта.
Разработка системы локальной навигации «Восток» от ИТМО — значимый шаг в области управления беспилотными летательными аппаратами. Она решает одну из главных проблем, с которой сталкиваются БПЛА, — потерю сигнала спутниковой навигации в сложных условиях, отмечает член комитета Госдумы по информационной политике, информационным технологиям и связи, федеральный координатор партийного проекта «Цифровая Россия» Антон Немкин.
«Еще одним ключевым преимуществом является гибкость и масштабируемость системы: это открывает широкие перспективы для использования в логистических центрах, складских комплексах, подземных объектах и даже в условиях сложной метеообстановки», - добавил депутат.
На фоне растущего интереса к альтернативным методам навигации «Восток» демонстрирует перспективный подход, который может эффективно сочетаться с инерциальной навигацией.
Использование светодиодов в качестве источников сигнала обеспечивает высокую энергоэффективность и устойчивость к помехам, что делает систему особенно надежной.
«Также стоит отметить потенциал «Востока» в развитии робототехники и автономных систем. Высокоточное локальное позиционирование критично для мобильных роботов на производстве, в логистике и складских комплексах, где необходимо безопасное и точное перемещение в ограниченных пространствах. В сочетании с технологиями машинного обучения и искусственного интеллекта, «Восток» может стать основой для создания полностью автономных логистических решений, способных работать в сложных и динамичных условиях. Это позволит компаниям существенно повысить эффективность производственных процессов и снизить операционные затраты», - сказал Немкин.
При этом сегодня крайне важно также уделять повышенное внимание подготовке кадров, которые смогут работать с новыми системами, которых будет становиться все больше, добавил депутат.
В рамках реализации федерального проекта «Кадры для беспилотных авиационных систем» по итогам 2024 года 523 школы и 30 колледжей из 30 регионов РФ реализуют образовательные программы по обучению навыкам проектирования, разработки, производства и эксплуатации БАС. Обучение проходит в рамках программ дополнительного образования в специализированных классах, в рамках программ СПО в центрах практической подготовки на базе колледжей, а также на курсе внеурочной деятельности «Основы безопасности и защиты Родины» раздела «Основы военной подготовки».
«Для успешного внедрения новых навигационных систем, таких как «Восток», необходимо активно развивать сотрудничество между образовательными учреждениями и промышленными предприятиями. Это позволит учащимся получать не только теоретические знания, но и практические навыки работы с передовыми технологиями. Важно обеспечить доступ к современным лабораториям, симуляторам и полигонным испытаниям, где будущие специалисты смогут отрабатывать навыки управления и обслуживания беспилотных авиационных систем. Такой подход позволит подготовить высококвалифицированные кадры, способные оперативно реагировать на вызовы цифровой экономики и технологически сложных отраслей», - заключил он.