Российский разработчик программного обеспечения для робототехники Wheelies (входит в корпорацию ITG) разработал демонстратор подсистемы комплексной навигации для мультироторных беспилотных аппаратов. Технология объединяет данные GNSS, компьютерного зрения и наземных радиомаяков и сохраняет точность позиционирования, даже когда спутниковый сигнал пропадает. Решение позволит применять группы дронов на промышленных предприятиях, энергетических объектах и в транспортной инфраструктуре.
В основе решения лежит программно-аппаратный модуль, который устанавливается на каждый аппарат и объединяет данные нескольких навигационных систем. Он работает на бортовом вычислителе и взаимодействует с полетным контроллером. В зависимости от доступности и достоверности информации система автоматически выбирает, на какой из источников позиционирования опираться.
Первый из них — спутниковая навигация GNSS. Программное обеспечение Wheelies непрерывно проверяет достоверность получаемых координат по нескольким параметрам, в частности по количеству видимых спутников и оценке точности, которую выдает приемник. Если сигнал пропадает или координаты не проходят проверку, модуль автоматически переходит на визуальную одометрию (навигацию по данным бортовой камеры) собственной разработки.
Этот метод определяет перемещение аппарата по последовательным снимкам. Алгоритмы компьютерного зрения анализируют оптический поток — то, как меняется положение объектов окружающей среды от кадра к кадру. На основе этих данных система рассчитывает смещение и поворот дрона, а радиовысотомер помогает определить их масштаб. Погрешность оценки пройденного расстояния составляет до 1% от длины маршрута.
При этом приемник GNSS продолжает работать параллельно. Как только система получает достоверные координаты, она может скорректировать накопленную ошибку визуальной одометрии и вернуться к спутниковому позиционированию.
Третий источник — сверхширокополосная радионавигация, которая определяет местоположение аппарата по наземным радиомаякам. В зоне их действия система рассчитывает координаты по расстоянию до нескольких опорных точек и обрабатывает измерения с помощью фильтра Калмана. Это обеспечивает высокую точность локального позиционирования, необходимую, в частности, для автоматической посадки.
Особое значение сверхширокополосная навигация имеет для групповой работы беспилотных аппаратов. Все устройства, находящиеся в зоне действия наземных маяков, получают координаты в единой системе отсчета, не зависящей от спутниковой навигации. Это создает общую пространственную основу для согласованной работы нескольких аппаратов.
Разработанная подсистема комплексной навигации станет одним из технологических компонентов программной платформы управления. На ее основе Wheelies продолжает работу над следующими модулями, включая обмен данными между аппаратами, предотвращение столкновений и локальную координацию совместных действий.
«Для автономной работы нескольких беспилотных аппаратов важно не просто обеспечить навигацию каждого устройства по отдельности, а создать единую систему координат, в которой все участники могут согласовывать свои действия. Мы объединили спутниковую навигацию, собственную технологию визуальной одометрии и наземные радиомаяки в единую подсистему, которая адаптируется к доступности навигационных данных. Это технологическая основа для дальнейшего развития коллективной работы беспилотных систем».
Дмитрий Кузьма, генеральный директор Wheelies
Разработка выполняется при поддержке Фонда НТИ. В декабре 2025 года Wheelies стала одним из 25 победителей конкурса «Перспективные НИОКР БАС», получив грант на сумму более 27 млн рублей. Средства направлены на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по развитию платформы автономного управления группой разнородных беспилотных аппаратов.
Технологии комплексной навигации и коллективного управления открывают возможности для применения автономных беспилотных систем в промышленности, энергетике, транспортной инфраструктуре и других гражданских отраслях, где требуется выполнение согласованных задач несколькими аппаратами.