Технологии

Стереозрение для беспилотников

3 Июня 2025

Специалисты Самарского университета им. Королёва разработали систему искусственного интеллекта для беспилотных летательных аппаратов (БпЛА), которая оснащена функцией стереозрения.

Программный комплекс «Навигатор» позволяет БпЛА самостоятельно следовать по заданным маршрутам, обходить запретные для полёта зоны и реагировать на препятствия, возникающие на пути. Благодаря системе беспилотник может безопасно приземляться в экстренных ситуациях.

«Навигатор» также обеспечивает безопасную работу нескольких БпЛА в пределах одной заданной территории. Например, при массовой обработке сельскохозяйственных культур.

Разработка была создана по заказу индустриального партнёра университета — компании «Транспорт будущего», занимающейся разработкой и производством беспилотных авиасистем.

«Система „Навигатор“ — это программная платформа, обеспечивающая безопасность навигации беспилотных авиасистем с использованием искусственного интеллекта и технического зрения, – рассказал профессор Артём Никоноров, директор Института искусственного интеллекта и руководитель Центра „Интеллектуальная мобильность многофункциональных беспилотных авиационных систем“ Самарского университета им. Королёва. – Она решает ряд важных задач, включая сегментацию зон полётов, разделение пространства на транспортные коридоры и выделение запретных для полётов зон. Например, дроны с „Навигатором“ на борту понимают, какие участки посевов нужно поливать и обрабатывать, а какие — нет. Также программа предотвращает случайные вылеты за пределы обрабатываемого поля, что иногда происходит с агродронами. Кроме того, система обнаруживает подвижные и неподвижные препятствия и уклоняется от столкновений с ними. Разработанный комплекс может планировать полёты нескольких беспилотников в одной зоне, чтобы они не мешали друг другу, и обеспечивать безопасность при срочной посадке в незапланированном месте. Система определяет по картинке с камеры, что в зоне посадки нет людей, животных, автомобилей и т.д.».

Перед полётом пилот или техник вносит необходимые данные в систему на портативном пульте или наземной станции управления. В результате получается готовый маршрут, по которому дрон летит в автоматическом режиме.

«Навигатор» работает на одноплатном микрокомпьютере Jetson Nano, так как большой компьютер на БпЛА установить невозможно. Разработчики смогли найти оптимальное решение, обеспечивающее высокое качество и скорость работы алгоритмов технического зрения при минимальном энергопотреблении системы.

Одной из особенностей «Навигатора» является стереозрение — возможность работы программного комплекса с видеопотоками, получаемыми с двух камер, разнесённых на некоторое расстояние друг от друга. Обычно беспилотники используют монозрение, даже если на борту установлено несколько камер.

«Мы использовали стереозрение, чтобы „Навигатор“ не только видел объекты, но и мог точно определять расстояние до них, – говорит Никоноров. – Стереозрение позволяет с точностью до сантиметра определять расстояние до объекта на расстоянии нескольких десятков метров. Это необходимо для понимания, насколько близко дрон находится к объекту. Также стереозрение помогает лучше определять рельеф в зоне экстренной посадки».

Ещё одна функция комплекса — помощь в ориентации дрона в случае потери навигационного сигнала. Система заранее сегментирует изображение обрабатываемого поля на множество фрагментов, и нейросеть затем сравнивает текущее изображение с камеры с этими фрагментами, чтобы определить местоположение.

«Решить эту задачу исключительно с помощью камеры, смотрящей вниз, сложно, так как сельскохозяйственные поля на большом протяжении могут выглядеть одинаково. Однако за их пределами обычно есть внешние ориентиры: лесополоса, дорога, линия электропередачи. Таким образом, можно определить и предотвратить вылет дрона за пределы обрабатываемого поля. По кусочку изображения с камеры система ищет это место на большом плане, который был ранее сегментирован и загружен в систему, и в результате дрон понимает, где он находится. Точность позиционирования при таком способе может достигать около 1 метра».

В настоящее время модуль технического зрения комплекса проходит тестирование. Разработчики планируют дополнить систему другими полезными программными модулями, которые будут отвечать за различные направления будущей отечественной экосистемы безопасности беспилотных авиасистем.

Короткая ссылка:  vestnik-glonass.ru/~n4Obb
15.09.2025
Соединить миллиарды транзисторов в интегральную схему на современном уровне технологий достаточно просто. Соединить даже два кубита так, чтобы изменение квантового состояния одного влияло на состояние другого, – нетривиальная задача. Такое соединение кубитов называется запутанностью. Впрочем, некоторые российские физики предпочитают термин «перепутанность».
12.09.2025
В настоящее время активно идет процесс цифровизации, который включает внедрение Интернета вещей (IoT), автоматизацию и дистанционное управление. Этот переход обусловлен необходимостью устранения разрозненности, обеспечения взаимодействия и актуализации используемых данных.
09.09.2025
В России разрабатывается новый среднеширотный нагревный стенд, который будет использовать мощное излучение для модификации ионосферы Земли. Это может привести к созданию искусственного полярного сияния. Речь идёт об установке Национального гелиогеофизического комплекса РАН (НГК РАН), которую строят в Иркутской области.
03.09.2025
В России появился Центр коллективного пользования, специализирующийся на навигационных технологиях. Центр создан для разработки и тестирования стратегических высокоточных систем, обеспечивающих координатно-временное обеспечение страны.
«Центр высокоточной навигации, позиционирования и систем сбора пространственных данных» открыт на базе Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК).

СТАТЬИ ГЛОНАСС

Киберугрозы как реальность сегодняшнего дня
В 2024 году в нашей стране было зарегистрировано более 765 тысяч правонарушений, совершённых с применением информационно-телекоммуникационных технологий, что составляет приблизительно 40% от общего объёма преступлений. Такие данные приводит новостной сайт Центра международной торговли со ссылкой на МВД РФ. В этом году их будет зарегистрировано ещё больше – можно ни разу не сомневаться. Цифровизация проникла во все сферы деятельности, сделав нашу жизнь продвинутой и комфортной – мы привыкли мгновенно оплачивать всё что хочешь через банковские приложения, управлять бизнесом в облаке, общаться в социальных сетях и одним кликом скупать содержимое маркетплейсов. Увы – вслед за этими удобствами идут массовые утечки персональных данных, промышленный шпионаж, репутационные риски, угрозы национальной безопасности и пр. Это не только экономические потери, но и серьёзные вызовы для государственного суверенитета и общественного доверия к цифровым системам.