Инженеры из Университета Южной Австралии взяли пример с деревянных парусных судов и разработали способ навигации дронов по звездам ночью с использованием простого и легкого оборудования в районах, где сигналы GPS недоступны.
Когда вы смотрите на изображения старых самолетов, предназначенных для дальних перелетов, вытащите увеличительное стекло или используйте функцию увеличения изображения, и вы можете увидеть небольшой пластиковый купол, торчащий из верхней части фюзеляжа. Во времена до GPS и радиопеленгаторов именно так навигатор самолета определял свое местоположение — по звездам.
Этот принцип появился много веков назад, когда капитаны кораблей ориентировались с помощью секстантов и подобных инструментов, чтобы определить положение Солнца и звезд, а затем с помощью астрономических таблиц и хронометров вычисляли широту и долготу с точностью около 1,5 морских миль (2,8 км).
Неплохо, если вы месяцами находитесь вне поля зрения земли.
Nav Drone II
Почти те же самые приемы использовались авиаторами на протяжении большей части 20-го века, с той лишь разницей, что необходимо было учитывать тот факт, что звездные прицелы устанавливаются с нестабильной платформы в небе.
Хотя большинство моряков и некоторые летчики по-прежнему практикуют астронавигацию, она в основном используется в качестве резерва, когда GPS недоступен или ухудшился из-за локальных конфликтов, заставивших США отключить вторичную тонкую настройку GPS. Можно установить автоматизированные системы на беспилотник, которые могут автоматически выполнять прицеливание и расчеты, но такие системы очень сложны, поскольку им приходится компенсировать движения и направления самолета, чтобы работать. Это не только дорого, но и означает большой дополнительный вес и потребление энергии.
Чтобы обойти это, команда из Южной Австралии разработала алгоритм, который позволил им использовать серию изображений ночного неба для фиксации положения крылатого беспилотника с точностью до 4 км (2,5 мили) без необходимости каких-либо внешних сигналов или каналов передачи данных.
По словам команды, новая бесплатформенная система легкая, недорогая, модульная и использует ArduPilot, работающий на контроллере полета Cube Orange. Во время навигационного исправления дрон летает по кругу через все точки компаса, делая несколько снимков. Сравнивая изображения, алгоритм устраняет любые смещения и выравнивает камеру с системой ориентации и направления дрона (AHRS).
Утверждается, что новая система, когда она будет доведена до совершенства, будет иметь не только военное применение, но и может использоваться для длительного мониторинга окружающей среды в отдаленных районах.
«В отличие от традиционных систем навигации на основе звезд, которые часто бывают сложными, тяжелыми и дорогими, наша система проще, легче и не требует оборудования для стабилизации, что делает ее подходящей для небольших дронов», — сказал исследователь из UniSA Сэмюэль Тиг. «Этот тип навигации идеально подходит для операций над океанами или в зонах боевых действий, где существует риск глушения GPS. Помимо оборонного сектора, он также может быть весьма полезен для мониторинга окружающей среды».
Исследование было опубликовано в журнале Drones.
