Сотрудник кафедры компьютерных систем и технологий НИТУ МИФИ Дарья Маркова разработала систему навигации, которая позволяет автомобилю точно определять местоположение там, где не ловит спутник — в тоннелях, на многоуровневых парковках и в плотной городской застройке. Об этом Науке Mail сообщили в пресс-службе Минобрнауки.
Основу системы составляют данные с нескольких датчиков, которые есть в любом современном автомобиле: инерциального измерительного модуля и колесного одометра. При таком счислении пути ошибка быстро накапливается — дрейф может достигать десятков метров за несколько минут. Чтобы решить эту проблему, Маркова применила расширенный фильтр Калмана. На двухкилометровом участке без спутникового сигнала обычная система накапливала ошибку до 14,8 метра, а предложенный алгоритм удерживал отклонение в пределах 4,9 метра.
Вторая часть метода — «нулевые обновления скорости». Когда машина останавливается на светофоре или в пробке, система точно знает, что скорость равна нулю, и сбрасывает накопленные ошибки. Если остановок мало, подключается фронтальная камера и технологии визуальной одометрии. Алгоритмы компьютерного зрения находят устойчивые ориентиры — контуры зданий, дорожные знаки — и сопоставляют их с ранее увиденными кадрами.
Комбинированный режим дает синергетический эффект. В натурных испытаниях на городском маршруте с тоннелем и многоуровневой парковкой средняя позиционная ошибка составила всего 0,3% от пройденного пути.
На пятикилометровом маршруте максимальное отклонение не превысило 10 метров — тогда как чистая инерциальная навигация «уводила» машину на 65 метров. В отдельных сценариях комбинированная система работала точнее штатного GPS-приемника, который в плотной застройке дает скачки координат.
Разработка ориентирована на массовый сегмент: используются доступные МЭМС-датчики, обычная камера и 32-битный микроконтроллер. Программная часть работает в среде ROS 2. В планах — добавить лидары и машинное обучение для распознавания ориентиров, чтобы обеспечить автономную навигацию в полной темноте и на дистанциях более 20 километров.
Ранее Наука Mail писала о том, что российские ученые синхронизировали устройства без GPS.