Проблемы навигации автономных транспортных средств в современных условиях

Николай Панокин, начальник центра перспективных разработок автономных систем, Московский политехнический университет, к.т.н.

V Ежегодная конференция "Цифровизация транспорта-25".

Организатор: центр конференций “Сегодня”.

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.