СПОСІБ ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ В НАВІГАЦІЇ ДРОНУ В УМОВАХ ЗАГЛУШЕННЯ ДАТЧИКІВ НА ОСНОВІ ФІЛЬТРА КАЛМАНА

Анотація

У середовищах, де GPS, дистанційне радіокерування або радіозв’язок є ненадійними або підвержені глушінню, невеликі дрони мають орієнтуватись у просторі за допомогою обмежених бортових автономних сенсорів та датчиків. У цій статті досліджується стійкість легкого автопілоту для дрона у поєднанні із фільтром Калмана та гейтингом для кожного сенсора в умовах модельованих сценаріїв заглушення. Змодельовано глушіння як імпульси Пуассона, випадання, адитивне зміщення та підвищення дисперсії сигналу у чотирьох бортових сенсорах: IMU, магнітний компас, LiDAR та оптичний потік на базі камери.

За допомогою 20 спланованих експериментів виміряно ефекивність навігації (RMSE положення у просторі та швидкості, час проходження місії, рівень енергоспоживання) та поведінку датчиків при прийнятті рішень (частка відхилених вимірювань). Результати свідчать про те, що в умовах досить помірного глушіння проста архітектура фільтра Калмана надає можливості для ефективної навігації по точках маршруту, але сильне, тривале та нелінійне глушіння датчиків призводить до погіршення точності або збою навігації. Це говорить про те що навіть обчислювально нескладне прийняття рішень за допомогою фільтрації за відстанню Махаланобіса може забезпечувати надійну навігацію у деяких сценаріях відсутності зв’язку GNSS.