Китайские исследователи предложили новый способ управления беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) в условиях отсутствия сигнала ГЛОНАСС или GPS.

В новом исследовании представлен метод на основе "image-based visual servoing" (IBVS) с использованием наблюдателя скорости для беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Этот метод позволяет отслеживать динамические объекты в условиях отсутствия сигнала ГЛОНАСС или GPS.
Основное отличие предложенного метода - применение упрощенной и декуплированной динамики изображения для БПЛА с помощью виртуальной камеры. Учтены также неопределенности, вызванные непредсказуемыми вращениями и скоростями динамической цели.

Исследователи представили новую модель глубины изображения, которая позволяет методу IBVS отслеживать вращающуюся цель с различными ориентациями. Эта модель обеспечивает точность особенностей изображения и плавность траектории при отслеживании вращающейся цели.

Одним из ключевых моментов является использование наблюдателя скорости. Благодаря ему не требуются измерения скорости перемещения, а также снижается помеха, вызванная зашумленными измерениями.

Для компенсации непредсказуемых внешних помех исследователи предложили интегральный фильтр. Стабильность наблюдателя скорости и контроллера IBVS анализировалась с использованием метода Ляпунова.

Результаты сравнительных моделирований и многоступенчатых экспериментов демонстрируют стабильность отслеживания, способность противостоять помехам и устойчивость предложенного метода при отслеживании динамической вращающейся цели.

Хотя основные принципы данной техники были известны ещё с 1980-х годов, новшеством стало использование усовершенствованных алгоритмов и сенсоров, позволяя роботам эффективно "видеть" и выполнять сложные задачи.

Ожидается, что новая функциональность будет активно внедряться в военные БПЛА, особенно в свете распространения электронной войны. Тем не менее, в большинстве случаев человеческое вмешательство все еще необходимо для окончательного решения об атаке.

 

infiniDome, лидер в области решений для защиты GPS и отказоустойчивых навигационных решений покажет и будет проводить живую демонстрацию своих решений на AUSA, которая пройдет с 9 по 11 октября, на стенде № 556.

Прорывные решения infiniDome созданы для защиты БПЛА и транспортных средств от атак помех GNSS, обеспечивая непрерывную работу даже в сложных условиях. Живая демонстрация, проходящая на стенде infiniDome, позволит посетителям принять участие в демонстрации их решений для защиты от помех, оптимизированных по C-SWaP (стоимость, размер, вес и мощность).

Участники смогут увидеть решения infiniDome, защищающие приемник GNSS от помех, используя реальные (эмулированные) сигналы GNSS и реальные сигналы помех, и все это ,в первом в своем роде, чемодане с клеткой Фарадея, разработанном infiniDome.

Также на своем стенде infiniDome представит GPSdome2, новейшее высококачественное предложение для пропорциональной защиты от помех GNSS. GPSdome2 отвечает потребностям и разрушает защиту пилотируемых и беспилотных наземных транспортных средств и дронов класса 2–3 (мультикоптеров, неподвижного крыла и барражирующих боеприпасов). GPSdome2 поддерживает до 4 элементов (антенн), создавая до 3 одновременных нулей как в GPS L1, так и в L2 или L1 и Глонасс G1, и все это в небольшом корпусе весом 500 г.

«Как мы видим на Украине, БПЛА меняют игру. Больше не «Reaper» (беспилотиник такой большой) стоимостью 30 миллионов долларов задают тон, а скорее 10 000 картонных или напечатанных на 3D-принтере дронов. Но российская система РЭБ соответствующим образом трансформировалась и увеличила свои возможности постановки помех до такой степени, что выводит из строя более 90% БПЛА, сбивая более 10 000 украинских дронов в месяц.

Традиционные решения по защите от помех, изначально разработанные для защиты этих БПЛА стоимостью 30 миллионов долларов, просто больше не подходят, и необходимо принять новый подход к защите от помех. Вот тут-то мы и вступаем в игру», — сказал Омер Шарар, генеральный директор infiniDome.

https://infinidome.com

Ученые ЛЭТИ разработали альтернативу спутниковой навигации для беспилотников

Специалисты Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" разработали систему навигации для беспилотных летательных аппаратов, не требующую подключения к спутникам для ориентации на местности. В основу системы легло техническое зрение и построение локальных карт, по которым беспилотники могли бы ориентироваться самостоятельно, рассказал сотрудник лаборатории "Мобильные интеллектуальные системы" ЛЭТИ Руслан Гатауллин. 

Наиболее распространенные системы навигации для беспилотников опираются на спутниковые группировки — GPS (Global Positioning System) и ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система). Однако в ситуациях, когда беспилотные аппараты должны работать внутри больших помещений, например, складов, или в труднодоступных местах, сигнал спутников может не достигать объекта, и он теряется на местности.

Система Millisign

Автономные дроны, как правило, опираются на визуальные сигналы для точного определения местоположения посадочных площадок или других ориентиров. Но что, если на улице темно, дождливо или туманно и нет наземного источника питания для освещения? В этом случае на помощь приходит система Millisign.

Система Millisign была разработана учеными из японской корпорации NTT и Университета Токио. Она включает в себя увеличенные версии меток RFID (идентификация по радиочастотам), которые в настоящее время используются на многих продуктах. В типичной системе беспроводная метка RFID временно питается от радиосигнала, излучаемого считывателем RFID. Затем метка использует интегрированную антенну для передачи модифицированного сигнала обратно считывателю.

В системе Millisign небольшой дрон с радаром миллиметрового диапазона заменяет ручной считыватель. Когда одна из больших меток на посадочной площадке получает радиосигнал от этого устройства, она передает ответный сигнал обратно дрону. Этот ответ указывает на местоположение метки/площадки относительно дрона, таким образом, дрон может определить его даже не видя – чем интенсивнее принимаемый сигнал, тем ближе дрон к своей цели.

Кроме использования на посадочных площадках, метки Millisign могут также служить навигационными маяками вдоль маршрута доставки дрона.

Важно отметить, что метки Millisign включают в себя угловые отражатели, которые позволяют им отправлять и получать сигналы на широком трехмерном угле. В текущей версии системы метка размером 292 x 600 мм может быть прочитана воздушным дроном на расстоянии 10-15 метров.

Тем не менее, возникает вопрос: почему дроны просто не используют GPS? Инженер исследований NTT Тацуя Иидзука объяснил: "При рассмотрении сценария посадки с использованием GPS для получения относительных позиций требуются два модуля GPS на БПЛА и посадочном порту, а также канал связи между ними, что влечет за собой большие затраты на установку и обслуживание."

 

В России создана система навигации БПЛА, которой не нужны GPS и ГЛОНАСС

Ученые НИУ «МЭИ» разработали радиосистему навигации для беспилотников. При отсутствии доступа к спутниковой навигации разработка может обеспечивать промышленных роботов и БПЛА данными о своем местоположении в двумерном и трехмерном пространстве с дециметровой точностью в режиме реального времени.

Разработка МЭИ

Ученые научно-исследовательского университета «МЭИ» разработали программно-аппаратный комплекс (ПАК) для радионавигации беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), сообщили CNews представители университета.

Навигационную систему можно использовать не только для БПЛА, но и для промышленных, складских роботов, в «пространствах, где отсутствуют сигналы спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС, GPS», говорится в сообщении университета.

«Новый комплекс наших ученых уже сейчас заинтересовал компании, занимающиеся разработкой алгоритмов кооперативной навигации беспилотников (управление роем БПЛА). В данных разработках ПАК может выступить альтернативой ГЛОНАСС и GPS при проведении испытаний в ангаре перед полевыми испытаниями на полигоне», — сказал ректор НИУ «МЭИ» Николай Рогалев.

Разработанная учеными МЭИ система обеспечит навигацию беспилотников в местах, где недоступен спутниковый сигнал.
Это разработка сотрудников кафедры радиотехнических систем под руководством кандидата технических наук Александра Чугунова.

Радионавигация для дронов

Система представляет собой программно-аппаратный комплекс (ПАК).

Комплекс служит источником точных координат для реализации систем автопилотирования. Он состоит из радиопередатчиков, размещенных по периметру рабочей зоны, и радиометок, которые устанавливаются на беспилотники.

Радиометка с помощью специального интерфейса позволяют дронам получать данные о своем местоположении в режиме реального времени.

Система, включающая четыре опорные точки, позволяет покрыть радионавигационным полем рабочую зону площадью в одну тыс. кв. м.

ПАК состоит из радиопередатчиков и радиометок, которые устанавливаются на беспилотники.

На открытых пространствах, где доступ к системам спутниковой навигации есть, комплекс может использоваться в качестве их альтернативы для более точного определения координат систем автопилотирования.

ПАК обеспечивает определение координат объектов как в двумерном, так и трехмерном пространстве с дециметровой точностью, которая достигается за счет применения сверхширокополосных радиосигналов, обеспечивающих высокую точность оценки задержки распространения в условиях переотражений.

Технологи автономной навигации

Глава НИЦ «Аэроскрипт» Алексей Хрипунов сказал в феврале 2023 г. в интервью РИА «Новости», что российская отрасль беспилотных авиационных систем нуждается в таких аэронавигационных технологиях, как системы радионавигации, радиолокации и метеорологии.

В числе мировых лидеров по объему научных исследований и разработок в сфере беспилотников сейчас находятся США, Китай и Германия, писали «Ведомости» в июле 2023 г. со слов эксперта рынка НТИ «Аэронет» Алексея Рабина. Тогда стало известно о подготовленном Минобрнауки паспорте федерального проекта «Перспективные технологии для беспилотных авиационных систем (БАС)».

Направление «Технологии навигации, радионавигации» этого проекта предусматривало работу по созданию новых систем, которые бы обеспечивали полностью автономную навигацию дрона в любое время и при отсутствии сигнала со спутника или связи с наземными пунктами управления. На это до 2030 г. закладывалось 6,7 млрд руб.

В октябре 2023 г. ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» заявили о разработке своей альтернативы спутниковым системам — оптической системы навигации для беспилотников.

«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», — приводятся на сайте университета слова аспиранта кафедры вычислительной техники Руслана Гатауллина.

Оптическое навигационное оборудование позволит дронам летать там, где нет GPS

Канадская компания разработала рентабельную инерциальную оптическую систему, сравнимую по точности с авиационными навигационными датчиками. Технология One Silicon Chip Photonics обещает точную аэронавигацию без подключения к GPS — в десять раз точнее, чем используемые в современных БПЛА инерциальные измерительные модули МЭМС. Система пригодится для автомобилей и дронов на самоуправлении.

Электроника становится все меньше и быстрее, но миниатюризацию ограничивает рассеяние тепла в медных проводах. Замена электронов на фотоны, а меди на оптическое волокно может решить эту проблему, пишет IE. Прежде фотонная технология требовала больших и дорогих преобразователей, но теперь микрофотонные и электронные компоненты можно интегрировать на уровне микрочипов.

Технология оптических МЭМС (микроэлектромеханических систем) позволяет избавиться от ограничений электроники и передавать данные быстрее и эффективнее. Компания OSCP разрабатывает и производит высокопроизводительные датчики движения методом кремниевой фотоники. В них используются фотонные интегральные схемы и МЭМС для измерения ускорения и вращения объекта.

OSCP стремится полностью интегрировать оптические компоненты в фотонный чип, снизить размер, массу и потребление энергии. В результате повышается надежность системы, снижаются оптические потери, повышается чувствительность.
Что касается летательных аппаратов, то OSCP видит широкие возможности применения своей технологии для аэронавигации. Современные дроны оснащаются многочисленными датчиками, камерами и лидарами, чтобы противостоять условиям плохой видимости. Их количество бывает избыточным в угоду большей надежности, что увеличивает размер, массу и стоимость аппарата. Вдобавок, военные и спасательные БПЛА часто действуют в регионах, где сигнал GPS недоступен, и высокая точность становится чрезвычайно востребованной.

Технология OSCP, по словам компании, способна превращать «тупые дроны» в умные, обеспечивая точную навигацию, даже когда GPS недоступен.
Испытания технологии были проведены совместно с французской компанией Thales, работающей над созданием беспилотных рельсовых аппаратов. По словам ее представителей, датчики OSCP повышают автономность транспортной системы и могут увеличить пропускную способность на 50%, а затраты электроэнергии — на 15%.

Небольшой аккумулятор больше не будет проблемой для дрона, если он сможет в любой момент подзарядиться от линии электропередач. Датские инженеры разработали технологию, которая обеспечивает БПЛА такой возможностью. Прежде всего, она предназначена для аппаратов, инспектирующих ЛЭП.

Дрон использует интеллект муравьев, чтобы добраться домой

 

 

Дрон использует всенаправленную камеру, чтобы делать снимки окружающей обстановки – так же, как это делают муравьи со своими большими сложными глазами. 

Крошечные воздушные дроны имеют множество потенциальных применений, но их способность ориентироваться сильно ограничена ничтожной вычислительной мощностью на борту. Ученые теперь приступили к устранению этого ограничения, взяв пример с насекомых-фуражиров, таких как муравьи.

Среди прочего, микродроны однажды смогут выполнять такие задачи, как поиск выживших в местах стихийных бедствий, разведку в опасных условиях или даже опыление сельскохозяйственных культур. Почти во всех случаях им придется самостоятельно вылетать в определенный район, а затем возвращаться на свою базу.

Когда дело доходит до возвращения на базу, варианты навигации в настоящее время включают GPS на открытом воздухе или беспроводную связь с модулями навигационных маяков в помещении. Тем не менее, GPS не работает в помещении, а модули навигации вряд ли будут предварительно установлены в большинстве зданий.

Более крупные дроны могут использовать системы LiDAR и компьютерного зрения для создания 3D-карт своего окружения на пути домой, по которым они впоследствии следуют, чтобы вернуться обратно. Однако создание таких карт требует больших вычислительных мощностей и памяти, которые крошечные микропроцессоры в микродронах просто не могут обеспечить.

Одна из ранее предложенных альтернатив предполагает, что такие дроны просто сделают серию снимков своего окружения по пути домой. На обратном пути – предполагая, что они следуют тем же маршрутом – они просто ищут ориентиры на этих снимках в порядке, обратном тому, в котором они были сделаны. Хотя это более эффективный метод навигации, необходимое количество снимков по-прежнему требует слишком много памяти.

Чтобы резко сократить это число, ученые из Делфтского технологического университета Нидерландов (TU Delft) обратились к муравьям и другим насекомым-фуражерам. По сути, муравьи делают мысленные снимки, когда выходят из своей колонии, но они также (примерно) подсчитывают количество шагов, которые они делают между этими снимками.

Этот процесс подсчета шагов, известный как одометрия, позволяет им делать гораздо меньше снимков, чем в противном случае потребовалось бы. Они просто сопоставляют свое окружение с одним снимком, делают запомненное количество шагов, а затем проверяют следующий снимок. Эта процедура повторяется снимок за снимком, пока насекомое не достигнет своей колонии.

Миниатюрный дрон CrazyFlie, использованный в исследовании

Команда Делфтского технического университета под руководством профессоров Тома ван Дейка и Гвидо де Кроона применила тот же принцип к миниатюрному квадрокоптеру CrazyFlie весом 56 граммов), который они оснастили всенаправленной камерой. Конечно, воздушные дроны не ходят, поэтому коптер не может считать свои шаги, как муравей.

«Что касается одометрии, наш дрон делает что-то похожее на медоносных пчел: он интегрирует движение, определяемое оптическим потоком», — говорит нам де Крун. «Для этого у нашего робота есть небольшая направленная вниз камера, которая отслеживает, как быстро предметы проходят в поле зрения».

Более того, эта камера также отслеживает направление движения земли под ней.

На обратном пути, как только дрон определил, что он пролетел записанное расстояние/направление по одному записанному снимку, он сравнивает текущее изображение с камеры со следующим записанным снимком. Учитывая тот факт, что на обратном пути самолет неизбежно немного сместится, он корректирует свой курс до тех пор, пока два изображения почти не совпадут.

«Предположим, что в поле зрения есть дерево, и на снимке оно больше, чем на текущем изображении. Тогда дрону нужно двигаться к этому дереву, так как оно также станет больше на изображении», — объясняет де Кроон.

Передвигаясь таким образом внутри помещения, дрон смог автономно вернуться на базу по извилистой 100-метровой (328-футовой) полосе препятствий, используя всего 1,16 килобайт памяти – это вполне соответствует возможностям большинства коммерческих микросхем. дроны. Фактически, квадрокоптер, как сообщается, теперь является рекордсменом как самый легкий дрон, когда-либо осуществлявший навигацию на основе видения.

Увидеть это в действии можно в следующем видео. Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Science Robotics .

 

Все в курсе,что Autel и DJI умеют ориентироваться по подстилающей поверхности,что позволяет обеспечить возврат домой даже без ГНСС,однако это система имеет много нюансов в работе и позволяет лишь повторять уже выполненный маршрут.

И тут появился проект "Тесей" если коротко :БПЛА ориентируется не просто по подстилающей поверхности заранее записанной им же,а по G Maps,естественно в зависимости от сезона и погодных условий точность может меняться,но проект уже начал применяться оппонентом.

Не будем пока делиться не проверенной информацией из групп оппонентов,но с роликом о проекте настоятельно советуем ознакомится:

 

К видосу несколькими постами выше:

Американские разработчики из стартапа Theseus представили визуальную навигационную систему для БПЛА, которая работает в зоне отсутствия GPS-сигнала. Навигация происходит с помощью акселерометра/гироскопа и камеры, изображение с которой сравнивается со спутниковыми снимками Google Maps, предварительно загруженными в систему.

 Установить такой блок навигации можно примерно за полчаса практически на любой БПЛА. Так вот, Theseus сравнивает местность, над которой пролетает, с картами Google, а затем "обманывает" беспилотник и даёт ему поддельный GPS-сигнал, заставляя его "думать", что он летит по спутниковому сигналу. Система полностью автономна, не может быть заглушена и не имеет радиочастотной сигнатуры.

Предложен способ навигации дронов без GPS: по «отпечаткам рельефа»

Технология использует нейроморфные датчики для отслеживания изменений рельефа, сопоставляя данные с базой данных поверхности Земли для точной навигации. О разработке сообщает IEEE Spectrum.

Компании NILEQ и Advanced Navigation разрабатывают альтернативную систему навигации беспилотников без использования спутников. Предложенное решение объединяет нейроморфные камеры и инерциальные навигационные системы для точного определения местоположения в условиях отсутствия GPS-сигнала.

Предложенный метод использует принцип, напоминающий работу человеческого зрения. Специальная камера, смоделированная по принципу сетчатки глаза, отслеживает мельчайшие изменения рельефа при движении дрона. Уникальные алгоритмы преобразуют эти данные в цифровой «отпечаток рельефа», который сравнивается с предварительно загруженной базой спутниковых снимков.

Ключевое преимущество новой системы — минимальные вычислительные затраты и возможность работы на маломощных устройствах. В отличие от традиционных навигационных систем, которые требуют огромных объемов памяти и процессорной мощности, разработка позволит недорогим дронам надежно ориентироваться в пространстве.

Разработчики планируют провести первые летные испытания в конце этого года с перспективой выхода продукта на рынок к середине 2025 года. Технология может стать прорывом в навигации для беспилотников, предлагая надежную альтернативу GPS в условиях помех и технологических ограничений.

Группа инженеров Гонконгского университета представила беспилотный летательный аппарат SUPER , способный маневрировать в незнакомом пространстве на больших скоростях.

 

SUPER мгновенно реагирует на препятствия благодаря умной системе восприятия и алгоритмам на базе ИИ. Ученые видят в этом важный шаг вперед: уже сейчас их разработка готова покинуть лабораторию и приступить к реальным задачам.

Конструкторы оснастили SUPER легким трехмерным сканером, который точно определяет препятствия на большом расстоянии. Встроенная система планирования строит траектории движения напрямую по облаку точек от датчика, что обеспечивает безопасность даже на максимальных скоростях. Инженеры уделили особое внимание миниатюризации всех элементов, чтобы сохранить маневренность.

При каждом пересчете маршрута система генерирует две траектории: безопасную для заведомо свободного пространства и скоростную для всех остальных зон. Бортовой компьютер динамически переключается между ними, выбирая оптимальный момент перехода. Частоту сбоев благодаря этому снизилась в 35,9 раза, и вдвое сократилось время вычислений. В результате SUPER развивает скорость более 20 метров в секунду, уверенно лавируя между крупными объектами и тонкими ветками в узких проходах.

Природа давно нашла идеальное решение: птицы виртуозно летают в густых зарослях, ни с чем не сталкиваясь и справляясь с любыми крутыми поворотами. Инженеры пытаются повторить это чудо в беспилотных системах. Собенно в тех, что применяются для спасательных операций. Однако до сих пор все упиралось в простое противоречие: чем выше скорость, тем опаснее полет.

Прошлые попытки решить проблему не увенчались успехом. Одни разработчики рассчитывали маршруты заранее или использовали машинное обучение, но их дроны могли летать только по знакомым трассам. Другие делали ставку на безопасность, разрешая полеты лишь в проверенных зонах или заставляя технику тормозить у каждого препятствия.

Гонконгские инженеры пошли другим путем. Их машина просчитывает сразу два варианта маршрута: один безопасный, второй — скоростной. Вычислений для этого нужно больше, зато аппарат летает максимально быстро и всегда имеет путь к отступлению.

Большинство микролетательных аппаратов ориентируются с помощью камер, страдающих от размытия при движении, ограниченного радиуса действия и проблем в темноте. SUPER преодолел и эти ограничения благодаря легкому трехмерному лидару и продуманной системе навигации. Сканер формирует точную объемную картину окружающего пространства при любом освещении.

Машина мчится со скоростью 20 метров в секунду через полосу препятствий без единого касания. В лесных условиях она мастерски облетает стволы, ветви и другие преграды, не теряя из виду движущуюся цель — например, человека.

Привычные беспилотники со сканерами отличались внушительными размерами и весом из-за массивных дорогих датчиков. SUPER сломал этот стереотип: легкий корпус и компактный Livox MID360 позволили достичь отличного соотношения тяги к весу. Инженеры также поработали над обтекаемостью корпуса, чтобы воздух не тормозил аппарат на высокой скорости.

Вместо того чтобы строить подробные карты пространства, система быстро находит свободные зоны по облаку точек. На это уходит всего 1-5 миллисекунд. Для расчета траекторий используются более простые и быстрые методы, чем раньше, — это снижает нагрузку на процессор и повышает надежность полета.

Бортовой компьютер постоянно следит за показаниями датчиков и обновляет карту местности. Благодаря этому дрон мгновенно замечает новые препятствия и меняет курс. Даже в тесном пространстве он находит оптимальный путь.

Благодаря лидарно-инерциальной одометрии аппарат не зависит от спутниковой навигации и уверенно чувствует себя в помещениях, пещерах и других местах без сигнала GPS.

Инженеры считают, что с появлением более легких и дальнобойных сканеров их аппарат сможет еще увереннее лавировать в узких местах. Они уже улучшают аэродинамику и учат систему предугадывать траекторию движущихся объектов. Это сделает полеты еще безопаснее.

SUPER пригодится везде: от проверки состояния промышленных объектов до поиска людей в завалах. Главное преимущество — способность уверенно действовать в любой незнакомой обстановке.

 

MIT представил MiFly: дроны теперь ориентируются без GPS

Беспилотники получили зрение для темных помещений и туннелей.

Исследователи из MIT разработали систему MiFly, позволяющую дронам ориентироваться в закрытых помещениях без GPS. Это открытие может значительно упростить навигацию в складах, туннелях и других местах с ограниченным освещением.

В отличие от существующих технологий, требующих множества датчиков и камер, MiFly использует всего один компактный радиочастотный тег. Этот тег работает как пассивный отражатель: он улавливает и возвращает миллиметровые волны, излучаемые дроном. Эти волны могут проходить через пластик и картон, а также работать в полной темноте.

Ключевая особенность MiFly — способность отделять сигналы от окружающей среды. Поскольку окружающие поверхности отражают волны на одной частоте, а тег — на другой, дрон может выделять только нужные данные. Это повышает точность навигации, снижая влияние посторонних помех.

Во время тестов в лабораториях MIT, подземных туннелях и других закрытых зонах система обеспечила точность определения местоположения в пределах 7 сантиметров. Это делает её пригодной для коммерческого применения.

Одной из главных проблем при работе с миллиметровыми волнами стало подавление нежелательных отражений от стен и пола. Разработчики использовали метод модуляции, при котором тег изменяет частоту отражаемых сигналов, что помогает дрону лучше фильтровать шум.

MiFly открывает новые возможности для автоматизации складов. Дроны смогут самостоятельно перемещать грузы без необходимости в сложной инфраструктуре или постоянном контроле со стороны человека. Кроме того, технология может найти применение в условиях, где традиционные способы навигации не работают, например, при поисково-спасательных операциях.

Разработчики планируют улучшить MiFly, расширяя дальность действия и устойчивость к помехам, что сделает систему пригодной для широкого коммерческого использования.

 

Maxar выпустила альтернативную GPS визуальную систему навигации для БПЛА

Американский производитель спутников Maxar Intelligence разработал технологию визуальной навигации, позволяющую БПЛА перемещаться в условиях отсутствия сигнала GPS. ПО Raptor обеспечивает позиционирование на основе рельефа местности, при помощи подробных трехмерных моделей, созданных на основе спутниковых снимков Maxar. Дрон, оснащенный такой программой, сравнивает поток данных, поступающих с видеокамер, с картой местности, чтобы определить свое положение и ориентацию.

Как объяснил Питер Вильчински, директор по продукту Maxar Intelligence, программное обеспечение Raptor состоит из трех основных компонентов. Один устанавливается непосредственно на дрон, позволяя определять местоположение в реальном времени. Другой — это приложение, которое привязывает поток видеоданных БПЛА к трехмерному рельефу местности. Еще одно приложение установлено на ноутбуке и работает параллельно с контроллерами дронов, позволяя операторам извлекать точные наземные координаты из воздушных видеосъемки.

«Система разработана так, чтобы ее можно было подключить и использовать вместо GPS», — сказал Вильчински. Спутники компании позволяют создать трехмерную модель всего земного шара в 3D, а сведения о местности регулярно обновляются, добавил он. Maxar может обновлять информацию по конкретным географическим регионам в зависимости от потребностей клиентов.
Помимо коммерческого применения ПО Raptor может использоваться в обороне и безопасности. Система позволяет дронам различных производителей обмениваться навигационными данными, обеспечивая их взаимодействие на поле боя, сообщает Space News.

«Координаты, которые мы генерируем, не привязаны к конкретной платформе. Они не привязаны к конкретному протоколу поставщика. Это просто координаты, которые дроны могут использовать для согласования действий друг с другом, с наземными системами, с другими системами наведения», — пояснил директор по продукту.

Компания заявила, что перед выпуском ПО Raptor успешно прошло бета-тестирование.

Стартап Tern AI тоже разработал альтернативу GPS. Система использует данные с бортовых датчиков и предварительно загруженные карты для точного отслеживания движения в любых условиях без связи со спутниками. Решение интегрируется в автомобили через простое программное обновление.

Новая дрон-платформа способна лететь по лесу на скорости 72 км/ч без GPS

В отличие от птиц, способных мгновенно ориентироваться в незнакомой среде, дроны обычно зависят от GPS и заранее проложенных маршрутов. Однако инженеры Университета Гонконга разработали автономный дрон SUPER, который может летать со скоростью более 20 м/с (72 км/ч) и уклоняться от препятствий толщиной всего 2,5 мм, полагаясь только на бортовые сенсоры и собственную вычислительную систему. Новая технология открывает путь к использованию таких дронов в спасательных операциях, инспекции инфраструктуры и доставке в труднодоступные районы.

Главный прорыв — в сложной интеграции аппаратного и программного обеспечения. Система SUPER использует легкий 3D-датчик LIDAR, который с высокой точностью видит препятствия на расстоянии до 70 м. Лидар работает вместе с продвинутой системой планирования. Во время полёта она создает две траектории: одна для оптимальной скорости в неизведанных местах, а другая — для безопасности и перемещения в уже проверенных, свободных от препятствий зонах.

Благодаря прямой обработке LIDAR-данных в виде «облаков точек» время на вычисления сокращается. Это позволяет системе быстро принимать решения даже на высоких скоростях.

Дрон SUPER получил компактный дизайн: его ширина составляет всего 28 см, а взлётный вес — 1,5 кг. Благодаря этому он демонстрирует исключительную маневренность — свободно перемещается по густым лесам даже ночью и умело обходит все препятствия, включая тонкие провода.

Эту технологию протестировали в реальных условиях, например, для исследования древних объектов. Она без проблем ориентировалась как в помещениях, так и на открытом воздухе.

Ученые видят широкое применение этой технологии. Среди них — автономная доставка, инспекция ЛЭП, мониторинг лесов, разведка и картографирование. В поисково-спасательных операциях беспилотники с технологией SUPER смогут быстро перемещаться по зонам бедствия, будь то обрушившиеся здания или густые леса. Они будут находить выживших и оценивать угрозы гораздо лучше, чем нынешние дроны. Такие аппараты также смогут доставлять необходимые грузы в отдаленные и труднодоступные районы.

Разработчики сравнивают эту технологию с тем, как если бы дрон получил рефлексы птицы: она позволяет мгновенно реагировать на препятствия и стремительно двигаться к цели в режиме реального времени.

Новая платформа для дронов VSLAM производит революцию в навигации без GPS

Прорывная платформа БПЛА, использующая визуальную одновременную локализацию и картографирование (VSLAM), позволяет дронам автономно перемещаться в условиях отсутствия GPS, таких как городские каньоны или густые леса, с беспрецедентной точностью, сообщает Hackster.io. Интегрируя Isaac ROS VSLAM, эта система позволяет дронам выполнять критически важные миссии, такие как поисково-спасательные операции или промышленные инспекции, где сигналы GPS слабеют.

Технологический прорыв

Платформа, построенная на квадрокоптере F450, объединяет NVIDIA Jetson Orin Nano, камеру Intel D435i и контроллер полета PX4 (v1.15.4). Периферийные вычисления Jetson Orin Nano обрабатывают данные визуально-инерциальной одометрии (VIO) с датчиков глубины и IMU D435i, объединенные с помощью расширенного фильтра Калмана (EKF) для локализации в реальном времени. «Эта реализация демонстрирует возможность развертывания VSLAM в реальном времени на платформах с ограниченными ресурсами», — отмечается в документации проекта, подчеркивая его способность динамически отображать неизвестные среды без GPS.

Основные характеристики:

полетный контроллер: PX4 v1.15.4

Камера: Intel D435i (прошивка RealSense 5.13.0.50)

Компьютер-компьютер: Jetson Orin Nano (JetPack 6.2)

Питание: питание 7–20 В, макс. 36 Вт

Хранилище: NVMe SSD для образов контейнеров и файлов rosbag

Система использует MAVROS и полетный стек PX4 с коммуникацией через адаптер USB-UART для обеспечения стабильной передачи данных между портом TELEM2 контроллера полета и Jetson.

Эксплуатационные преимущества

Этот беспилотный летательный аппарат VSLAM отлично работает в сценариях, где GPS ненадежен, поддерживая ситуационную осведомленность на расстоянии до 328 футов (100 метров) в сложных условиях. Его способность выполнять точные схемы полета — квадрат, круг или восьмерка — улучшает такие приложения, как разведка или мониторинг инфраструктуры. Легкая конструкция платформы, менее 5,5 фунтов (2,5 кг), обеспечивает маневренность при установке 36-ваттного Jetson Orin Nano и регулятора напряжения 9 В, 5 А.

Настройка требует калибровки IMU D435i и настройки параметров PX4, таких как EKF2_HGT_REF на «Vision» и EKF2_GPS_CTRL на 0, что позволяет оценивать позу на основе зрения. Демонстрационное видео подтверждает производительность, показывая, что дрон полагается исключительно на данные VIO и IMU, а камеры захвата движения используются только для наземной проверки.

Последствия для отрасли

Доступность платформы — с использованием комплекта разработчика Jetson Orin Nano за 499 долларов — делает расширенную автономность доступной для небольших операторов, потенциально снижая затраты на миссии в условиях отсутствия GPS. Регулирующие органы, такие как FAA, могут благосклонно относиться к таким системам для операций за пределами прямой видимости (BVLOS), учитывая их улучшенную ситуационную осведомленность, хотя сертификация потребует тщательного тестирования.

Поскольку такие отрасли, как логистика и сельское хозяйство, внедряют дроны, технология VSLAM может переопределить эксплуатационные стандарты, обеспечивая более безопасную навигацию в загроможденных средах. Открытый исходный код репозитория VSLAM-UAV призывает к дальнейшим инновациям, способствуя сотрудничеству между разработчиками для совершенствования автономности на основе периферии.

Перспективы на будущее

Этот проект подчеркивает потенциал VSLAM для расширения возможностей дронов, что имеет значение для военных, коммерческих и гуманитарных приложений. По мере развития периферийных вычислений будущие версии могут интегрировать камеры с более высоким разрешением или возможность подключения 5G для потоковой передачи данных в режиме реального времени, что еще больше повысит производительность в сложных условиях.