Глаз дрона: в России создали «марсианскую» систему навигации для БПЛА
Российские инженеры сделали шаг к полной автономности дронов — они завершили научно-исследовательские работы и приступили к оснащению БПЛА собственной системой навигации по видеопотоку. Разработка базируется на методе визуальной одометрии — он позволяет технике ориентироваться в пространстве без радиосигналов, спутниковых модулей и оператора. О том, как эта разработка поможет нашим военнослужащим, — в материале «Известий».
«Марсианский» прорыв в малом небе
Бортовые видеокамеры беспилотника непрерывно сканируют поверхность земли, нейромодуль обрабатывает эти кадры в режиме реального времени и сопоставляет визуальную картинку с заранее загруженной цифровой картой местности — спутниковыми снимками или материалами аэрофотосъемки. Именно так ориентируется на местности БПЛА, на который установлен комплекс, разработанный инженерами компании «Площадь», резидента Центра беспилотных систем и технологий (ЦБСТ). Дополнительно нейросеть способна идентифицировать сам объект атаки по зафиксированному цифровому шаблону.
При этом российским разработчикам удалось внедрить инновацию, которая позволяет решить давнюю проблему классических инерциальных комплексов — постепенное накопление погрешности. Новый метод сравнивает фактический рельеф под корпусом с эталоном (цифровой картой местности) и мгновенно корректирует накопленное отклонение, гарантируя точное выведение на цель.
В профессиональной среде визуальную одометрию еще называют «марсианской» технологией. Этот термин закрепился после миссии NASA на Марс, в ходе которой там использовали вертолет Ingenuity. На планете, само собой, нет GPS, а сигнал с Земли идет слишком долго. Поэтому аппарат ориентировался по принципу оптической мыши — «смотрел себе под ноги», цеплялся камерами за микрорельеф и высчитывал смещение относительно точки взлета. После завершения миссии в 2024 году чертежи и код выложили в открытый доступ, и метод перекочевал в земную беспилотную авиацию.
Такой принцип навигации коренным образом меняет тактику применения БПЛА, рассказал «Известиям» главный конструктор Центра комплексных беспилотных решений (ЦКБР) Дмитрий Кузякин.
— Подобно тому, как в 2022 году FPV-устройства перевернули обстановку на линии боевого соприкосновения, навигация по машинному зрению вновь переписывает правила ведения воздушного боя, — отметил он. — Устройство способно перемещаться и выполнять задачи вовсе без антенн. Ему не требуются ни прямое управление, ни GPS, ни иные внешние ориентиры.
По словам эксперта, сама концепция, заложенная в основу разработки российских инженеров, известна более десяти лет, однако долгое время не находила широкого практического применения. Причина заключается в высоком пороге входа — сложнейших компетенциях программистов, создающих алгоритмы распознавания. Существуют упрощенные решения вроде технологии компьютерного зрения Optic Flow, которые действуют по похожим принципам, но их возможности ограничены малой высотой и дальностью. Полноценный боевой образец на их основе не собрать: пролететь сотню километров выше 500 м они не способны.
До последнего времени наибольших успехов во внедрении разработок, основанных на методе визуальной одометрии, в том числе и для боевых дронов, достигла американская компания Skydio. Но Россия доказала, что также входит в число государств, обладающих необходимой для этого технологической базой.
— Отрадно, что компания «Площадь» включилась в гонку вооружений в этой новейшей сфере, — отметил Дмитрий Кузякин. — Главное, чтобы инженеры запустили массовое производство и довели разработки до тех подразделений, которые действуют в зоне СВО. К сожалению, нередко успехи остаются на уровне красивых докладов, пока передовая ждет реальных поставок. Подобного допускать нельзя.
Щит от РЭБ и гражданские перспективы
Ключевое преимущество решений, основанных на методе визуальной одометрии, — абсолютная устойчивость к помехам. Это важно в условиях, когда на линии боевого соприкосновения спутниковый сигнал систематически глушится или фальсифицируется средствами радиоэлектронной борьбы (РЭБ), отметил военный эксперт Юрий Лямин.
При этом финансовая стоимость перевода беспилотников на новую технологию невелика — она использует штатные бортовые камеры.
Конечно, как и любая технология, зрительная навигация имеет естественные физические ограничения. Качество работы снижается при плотной облачности, сильном тумане, осадках и в темное время суток.
Тем не менее перспективы развития направления выходят далеко за рамки оборонного сектора. Оптические ориентиры крайне актуальны для коммерческой логистики, курьерской доставки и агропромышленного комплекса.
Внедрение визуальной одометрии российскими конструкторами — критически важный этап, определяющий выживаемость и боеспособность беспилотных комплексов нового поколения.
Параллельно со сложными системами навигации Российская армия получает новые средства физического поражения и защиты. На днях Минобороны представило на одном из полигонов Московского военного округа новейшие роботизированные комплексы, беспилотники, средства радиоэлектронной борьбы и боеприпасы для дронов. Среди них — скоростной перехватчик «Скворец-заступник» с ИИ (до 350 км/ч), модернизированная «Елка» с боевой частью, а также линейка боеприпасов для дронов «Молния-2».
