Wheelies разработал систему комплексной навигации для автономной работы группы дронов
Российский разработчик программного обеспечения для робототехники Wheelies (входит в корпорацию ITG) представил демонстратор подсистемы комплексной навигации для мультироторных беспилотных аппаратов. Технология объединяет спутниковые данные, компьютерное зрение и наземные радиомаяки, сохраняя точность позиционирования даже при потере сигнала GNSS. Решение ориентировано на применение групп дронов на промышленных предприятиях, энергетических объектах и в транспортной инфраструктуре.
Как устроена система
В основе решения — программно-аппаратный модуль, устанавливаемый на каждый аппарат. Он работает на бортовом вычислителе, взаимодействует с полетным контроллером и объединяет данные нескольких навигационных источников. В зависимости от доступности и достоверности информации система автоматически выбирает, на какой из источников опираться.
Первый источник — спутниковая навигация GNSS. Программное обеспечение Wheelies непрерывно проверяет достоверность получаемых координат по нескольким параметрам, включая количество видимых спутников и оценку точности, выдаваемую приемником. Если сигнал пропадает или координаты не проходят проверку, модуль переключается на визуальную одометрию собственной разработки.
Этот метод определяет перемещение аппарата по последовательным снимкам: алгоритмы компьютерного зрения анализируют оптический поток — изменение положения объектов окружающей среды от кадра к кадру. На основе этих данных система рассчитывает смещение и поворот дрона, а радиовысотомер помогает определить 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 корректирует накопленную ошибку визуальной одометрии и возвращается к спутниковому позиционированию.
Третий источник — сверхширокополосная радионавигация, определяющая 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. Для групповой работы сверхширокополосная навигация имеет особое значение: все устройства в зоне действия маяков получают координаты в единой системе отсчета, не зависящей от спутниковой навигации. Это создает общую пространственную основу для согласованных действий нескольких аппаратов.
Что такое GNSS
GNSS (Global Navigation Satellite System) — это общее обозначение спутниковых систем навигации, обеспечивающих глобальное покрытие для определения местоположения и скорости движения объектов. В состав любой такой системы входят три сегмента: космический (орбитальная группировка спутников), наземный (станции управления и контроля) и пользовательский (приемники).
Принцип работы основан на измерении времени прохождения радиосигнала от спутника до приемника. Зная скорость распространения сигнала и точное положение спутников на орбите, приемник вычисляет расстояние до каждого из них. Для определения трех пространственных координат необходимы сигналы как минимум четырех спутников — четвертый используется для синхронизации часов приемника с системным временем.
Сегодня в мире работают или развертываются несколько глобальных систем: GPS (США), ГЛОНАСС (Россия), Galileo (Евросоюз) и BeiDou (Китай). Спутники размещаются на средних околоземных орбитах высотой около 20 000 км, что обеспечивает стабильность орбит и хорошую видимость с Земли.
Однако у спутниковой навигации есть ограничения: сигнал ослабевает или пропадает в помещениях, под плотной растительностью, в городских каньонах и при радиоэлектронном подавлении. Именно поэтому в системе Wheelies GNSS дополняется визуальной одометрией и наземными радиомаяками — каждый из источников компенсирует слабые стороны других.
Выводы и перспективы
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], — отметил 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. Рынок беспилотной авиации в России демонстрирует рост: по оценкам АО «ГЛОНАСС», его объем в 2026 году может превысить 40 млрд рублей, а Минпромторг прогнозирует увеличение рынка услуг с использованием БАС до 32 млрд рублей при потребности более 8 тыс. единиц техники. В этих условиях решения, повышающие автономность и надежность групповой работы дронов, становятся особенно востребованными.