Противодействие беспилотным летательным аппаратам - [10]

www.microsoft.com/en-us/cognitive-toolkit/
OpenCV	Системы искусственного зрения	Intel	Linux; Windows; Mac	C++; Python; Java; Matlab	Акцент на повышении вычислительной эффективности приложений реального времени; использование преимуществ гетерогенных вычислительных платформ	opencv.org
Git Hub	Software libraries	GitHub	Linux; Windows; Mac	Almost all	Большой массив исходного кода; массовые проекты, связанные с ИИ; качество кода сильно варьируется, и они нуждаются в доработке для коммерческого использования	github.com

1.5.3. Навигационная система

Навигационная система БПЛА может иметь различный уровень сложности и учитывать для определения местоположения БПЛА несколько сигналов, поступающих от датчиков различной физической природы.

На БПЛА в зависимости от его размера и сложности решаемых задач могут быть размещены следующие варианты навигационной системы:

1) навигационная система, основанная только на аппаратуре потребителей (АП) наиболее распространенных спутниковых радионавигационных систем (СРНС) — такая система характерна для самых простых малых БПЛА-квадрокоптеров;

2) простая интегрированная навигационная система, на основе комплексирования данных микромеханических инерциальных навигационных систем (ИНС) и АП СРНС — такая навигационная система характерна для широкого класса малых БПЛА-квадрокоптеров для профессионального использования в различных целях;

3) интегрированная навигационная система, на основе комплексирования данных нескольких навигационных устройств: микромеханических ИНС, АП СРНС, барометрического высотомера, радио или лазерного высотомера — такая навигационная система характерна для профессиональных малых БПЛА, а также для БПЛА среднего класса;

4) интегрированная навигационная система, на основе комплексирования данных нескольких навигационных устройств: авиационных ИНС, АП СРНС, высотомеров (барометрического и радио), радиотехнической системы ближней навигации (РСБН) VOR/DME (Very high frequency Omni directional radio Range / Distance Measuring Equipment), системы автоматического зависимого наблюдения-вещания (АЗН-В) — такая навигационная система фактически полностью повторяет навигационную систему пилотируемого летательного аппарата (ЛА) и характерна для БПЛА тяжелого класса.

Система навигации 1-го типа устанавливается, на подавляющем числе малых БПЛА-квадрокоптеров. Такая навигационная система содержит АП одной или нескольких СРНС. К наиболее распространенным СРНС относятся системы: ГЛОНАСС (Россия), GPS/NAVSTAR (США), Beidou (Китай), Galileo (ЕС). Сигналы СРНС формируются на литерных частотах в диапазоне 1,1–1,6 ГГц. Как правило, простые навигационные системы, устанавливаемые на малые БПЛА, используют интегрированный режим обработки сигналов от нескольких СРНС, что обеспечивает точность навигации 1–2,5 м как в горизонтальной плоскости, так и по высоте.

Более сложные БПЛА для профессионального использования, как правило имеют навигационную систему 2-го или 3-го типа, в состав которой помимо АП СРНС дополнительно входят элементы автономной навигационной системы — микромеханические акселерометры и гироскопы. Однако, такая автономная ИНС, без ее коррекции по сигналам СРНС, не в состоянии осуществлять автономное счисление пройденного пути ввиду высоких скоростей дрейфа гироскопических датчиков. Накапливаемая ошибка микромеханических ИНС, в условиях отсутствия корректирующих сигналов СРНС, за 1 мин составляет до 3 м по горизонтали и 2 м по вертикали. Таким образом эти ИНС способны без сигналов СРНС поддерживать приемлемую точность полета на уровне 100–150 м в течении не более 10 мин. При этом, как правило, имеется ввиду поддержание режима прямолинейного полета без ускорений и маневров[50]. Примерами таких образцов микромеханических ИНС могут являться устройства Geo-iNAV (масса порядка 3 кг) — рис. 1.9.

Рис. 1.9. Навигационная система Geo-iNAV для БПЛА на основе СРНС и микромеханических ИНС

Таким образом на современном этапе развития навигационных систем малых БПЛА для счисления пути с приемлемой точностью требуется использование сигналов СРНС. Дополнительными способами повышения автономности и точности навигационных систем БПЛА является установка барометра и лазерного высотомера. Это оборудование позволяет повысить точность определения координат за счет использования дополнительных каналов комплексирования навигационных данных, а также формировать профили автономного полета БПЛА по электронным картам местности содержащим барометрические данные или высотные профили[51].

В средних и тяжелых БПЛА, в подавляющем числе случаев, используются навигационные системы 4-го типа — авиационные ИНС на основе лазерных или волоконно-оптических гироскопов. Однако масса таких ИНС составляет от 8 кг, что делает проблематичным их использование на малых (и даже на средних) БПЛА. Подробно тактико-технические характеристики (ТТХ) таких ИНС рассмотрены в работе[52]. Данные ИНС в среднем обеспечивают ошибку счисления пути порядка 1,85 км за 1 ч полета. При этом информация, поступающая по другим каналам: от АП СРНС, от высотомеров, сигналы от РСБН и от АЗН-В, является вторичной и после верификации и комплексирования она используются только для коррекции показаний ИНС