Навигация без спутников становится обязательной функцией дрона
Испанская UAV Navigation–Grupo Oesía
обновила визуальную навигационную систему VNS01, предназначенную для полётов при подавлении или подмене сигналов GNSS. Важно, что речь идёт не о новом приборе, а о программном обновлении уже существующей платформы: к визуальной одометрии добавлены сопоставление с космическими снимками и навигация по рельефу.
Система объединяет четыре механизма:
—
Visual Odometry определяет перемещение аппарата по последовательности кадров;
—
Template Matching сопоставляет изображение с материалами предыдущих полётов по известному маршруту;
—
Satellite Map Matching находит на кадрах дороги, реки, береговые линии и другие ориентиры, сверяя их с загруженными спутниковыми снимками;
—
Terrain Referenced Navigation сопоставляет измеряемый профиль высоты с цифровой моделью рельефа.
Это принципиально важная архитектура. Визуальная одометрия только замедляет накопление ошибки, тогда как картографическая привязка и TRN периодически дают абсолютную координатную коррекцию. Поэтому ошибка не растёт непрерывно вместе с дальностью полёта.
Характеристики VNS01:
— габариты —
22 × 46 × 77 мм;
— масса —
100 г;
— энергопотребление —
5 Вт;
— питание —
9–36 В;
— внутренняя память —
5 Гбайт;
— диапазон температур —
от −20 до +85 °C;
— корпус из алюминиевого сплава 6082;
— заявлено соответствие конструкции уровню
IP67;
— интерфейсы — CAN 2.0B, RS-232 и Ethernet 100BASE-TX;
— предназначена для малых и средних БПЛА категорий NATO I и II и интегрируется прежде всего с автопилотами семейства VECTOR.
Без визуальной системы автопилот VECTOR, по данным разработчика, накапливает ошибку примерно
4% пройденного расстояния — это 400 м после 10 км. На заранее отснятой местности компания заявляет практически нулевой дрейф. На ранее не обследованных маршрутах, но при наличии загруженных спутниковых снимков и цифровой модели рельефа, ошибка в благоприятных условиях удерживается примерно в пределах
30 м независимо от дальности полёта. Это именно ограничение дрейфа, а не гарантированная точность 30 м в любых условиях.
К заявлениям пока стоит относиться осторожно. Производитель не публикует распределение ошибки, высоты и скорости испытаний, характеристики камеры и результаты независимой верификации. Сопоставление изображений ухудшается над водой, снегом, лесом, полями и при сезонном изменении ландшафта, а TRN малоэффективна над равнинной местностью. Тридцати метров достаточно для маршрутного полёта, но недостаточно для точной посадки или работы рядом с препятствиями.
Для России технологическая важность решения очень высокая, а закупочная ценность самого VNS01 — почти нулевая. Это испанский продукт, разработанный для систем стран НАТО. Но как ориентир для отечественных разработок он чрезвычайно показателен.
России нужна не очередная отдельная нейросеть для привязки кадров, а собственный серийный навигационный модуль аналогичного класса: камера, инерциальная система, визуальная одометрия, локальное и глобальное сопоставление с картой, TRN и единый фильтр слияния данных. Причём с отечественными вычислителями и картографическими данными, работой до −40 °C и тестированием над лесом, снегом, водой, сельскохозяйственными территориями и городской застройкой.
Такой модуль нужен не только военным аппаратам. Он критически важен для мониторинга трубопроводов и ЛЭП, лесной и пожарной разведки, аэрологистики, поисково-спасательных операций и полётов в Арктике. Рост числа случаев подавления и спуфинга GNSS уже заставил авиационные регуляторы говорить не о восстановлении спутниковой навигации, а об общей
навигационной устойчивости.
VNS01 хорошо показывает направление развития отрасли: GNSS постепенно превращается из единственного источника координат в один из сенсоров. По-настоящему автономный дрон должен понимать, где он находится, даже когда небо перестало ему об этом сообщать.
