Дослідники звертаються до зірок для навігації дронів, коли GPS недоступний.
Коли GPS сигнал глушать, сучасний “секстант” на базі Raspberry Pi 5 може забезпечити визначення місцезнаходження для навігації, пишет портал Hackster.io.
Дослідники з Університету Південної Австралії, які працюють з Групою наук і технологій оборони, розробили рішення для навігації дронів у випадку відсутності доступності Глобальної навігаційної супутникової системи (GNSS) — і це рішення знайоме морякам минулого: визначення місцезнаходження за зірками.
«У моніторингу навколишнього середовища на віддалених територіях або під час тривалих розвідувальних місій, де GPS може бути недоступним або скомпрометованим, ця технологія пропонує цінну нову можливість», — каже співавтор Джаваан Чахі про роботу своєї команди. «Відмова від GNSS стає все більшою проблемою, і наші дослідження вирішують цю проблему. Ми розробили метод навігації, який є стійким, незалежним від зовнішніх сигналів і досяжним за допомогою недорогих, легко доступних компонентів. Це робить його можливим його застосовння для різних БПЛА (безпілотних літальних апаратів), від комерційних дронів до більш просунутих оборонних застосувань.»
Коли системи GNSS, такі як GPS, недоступні — або через відмову, атмосферні умови, або активні атаки з використанням глушіння чи спуфінгу — дронам та іншим безпілотним транспортним засобам потрібен надійний спосіб навігації. Рішення команди полягає в тому, щоб дивитися вгору в небо, прокладаючи курс за зірками, як моряк із секстантом.
«На відміну від традиційних систем навігації за зірками, які часто є складними, важкими та дорогими, наша система простіша, легша і не потребує устаткування для стабілізації, що робить її придатною для менших дронів», — пояснює відповідальний автор Семюел Тіг. «Такий тип навігації ідеально підходить для операцій над океанами або в зонах військових дій, де існує ризик глушіння GPS. Окрім оборонного сектору, він також може бути надзвичайно корисним для моніторингу навколишнього середовища.»
Прототип системи навігації побудований з використанням контролера ArduPilot Cube Orange, пов’язаного з одноплатним комп’ютером Raspberry Pi 5 та монохромним датчиком зображень Alvium 1800 U-240. Він здатний визначити місцезнаходження дрона в межах 4 км — що, звичайно, дуже далеко від точності GNSS, але доступним там, де видно зорі — шляхом польоту по фіксованих орбітах до того моменту, поки не отримає фіксацію місцезнаходження.
«Тестування показало, що алгоритм стійкий», — кажуть дослідники про польові експерименти з використанням безкрилового дрона, «не потребуючи знань про попереднє положення і лише вимагаючи, щоб камера була вирівняна з допустимою похибкою в межах півсфери.»
Зоряний підхід перебуває в прямому протистоянні з тим, який наразі тестують компанії NILEQ та Advanced Navigation для вирішення тієї ж проблеми, у якому камера спрямована на поверхню Землі замість зірок — обробляючи нерівномірну поверхню як відбиток пальця для забезпечення визначення місцезнаходження без GNSS.
Робота команди була опублікована в журналі Drones у відкритому доступі.