И.Р. Кабиров1, В.Г. Бондарев2, Д.В. Лопаткин3, С.В. Ипполитов4

1–4 ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж, Россия)

1 ilsur@inbox@gmail.com; 2 bondarevstis@mail.ru; 3 dimkaao@yandex.ru; 4 s_ippolitoff@mail.ru

Постановка проблемы. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) представляют собой динамично развивающийся класс авиационной техники, и их успешное применение в каждом новом военном конфликте только усиливает эту тенденцию. Особенную значимость в развитии беспилотной авиации приобретают системы технического зрения (СТЗ), особенно для навигационного обеспечения задач автоматизации полета. В навигации БПЛА ужесточаются требования к точности и помехоустойчивости при одновременном уменьшении массы и габаритных размеров оборудования. Важное значение для беспилотной авиации военного применения имеет радиолокационная заметность, низкий уровень которой можно обеспечить в режиме маловысотного полета. Однако на малоразмерных БПЛА невозможно использовать современные радиотехнические системы, поддерживающие данный режим, из-за их значительной массы и существенных габаритных размеров. Кроме того, под большим сомнением находится целостность спутникового навигационного сигнала в условиях радиоэлектронного подавления. Следовательно, актуальной на сегодняшний день является разработка новых способов, технических решений и алгоритмов СТЗ в задачах навигации БПЛА.

Цель. Разработать алгоритм счисления координат БПЛА, выполняющего в реальном времени обработку видеоданных от бинокулярной СТЗ (БСТЗ), для задач навигации в маловысотном полете при условии видимости земной поверхности.

Результаты. Обоснована возможность применения БСТЗ в задаче навигации БПЛА. Разработан алгоритм счисления координат по бинокулярному видеопотоку земной поверхности, который в маловысотном полете обеспечивает практически автономную навигацию. Проведено экспериментальное исследование предложенного алгоритма, результаты которого подтвердили работоспособность разработанного алгоритма и показали соответствие полученных погрешностей современным требованиям к системам навигации БПЛА.

Практическая значимость. Представленные данные позволяют выработать практические рекомендации по построению видеонавигационной системы БПЛА глобальных навигационных спутниковых систем, способной обеспеченить требуемую точность определения координат в маловысотном полете в условиях подавления каналов управления и сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, а также повысить автономность, помехозащищенность и безопасность выполнения полета.

Кабиров И.Р., Бондарев В.Г., Лопаткин Д.В., Ипполитов С.В. Алгоритм счисления координат видеонавигационной системы беспилотного летательного аппарата // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 6. С. 24−39. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202506-03

1. Прохорцов А.В., Балабаев О.С. Обзор бесплатформенных инерциальных навигационных систем отечественного и импортного производства // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. 2024. № 7. С. 351-354.
2. Зимин А.С., Криницкий Г.В. Применение многоантенных систем для повышения помехозащищенности систем спутниковой радионавигации на подвижных объектах // Труды МАИ. 2012. № 51. С. 22-38.
3. Пельпор Д.С. Гироскопические системы. М.: Высшая школа. 1988. 424 с.
4. Воробьев М.Л. Астрономическая навигация летательных аппаратов. М.: Машиностроение. 1968. 283 с.
5. Макаренко С.И. Противодействие беспилотным летательным аппаратам. Монография. СПб: Наукоемкие технологии. 2020. 204 с.
6. Мошкин В.И., Петров А.А., Титов В.С. и др. Техническое зрение роботов / Под общ. ред. Ю.Г. Якушенкова. М.: Машиностроение. 1990. 168 с.
7. Бондарев В.Г. Видеонавигация летательного аппарата // Научный вестник Московского гос. технического ун-та гражданской авиации. 2015. № 213(3). С. 65-72.
8. Шакенов А.К. Сравнение детекторов особых точек изображений и оценка их статистических характеристик // Автометрия. 2021. Т. 57. № 1. С. 11-20.
9. Ondrej Chum, Jiri Matas and Josef Kittler. Locally Optimized RANSAC // In: DAGM-Symposium. V. 2781. Lecture Notes in Computer Science. 2003. P. 236–243.
10. Патент 2347240 (РФ). № 2007115257/09. Способ определения местоположения и углов ориентации летательного аппарата относительно взлетно-посадочной полосы и устройство для его осуществления. / Бондарев В.Г., Гузеев А.Е., Ипполитов С.В., Лейбич А.А. Заявл. 23.04.07; опубл. 20.02.09; бюл. № 5. 11 с.
11. Проценко В.В. Субпиксельная обработка изображений для вычисления координат инфракрасных ориентиров на фотоматрице в задаче автоматической посадки беспилотных летательных аппаратов // Транспорт: наука, техника, управление. Сб. ОИ/ВИНИТИ. 2021. № 4. С. 38–44.
12. Вержбицкий В.М. Численные методы. Линейная алгебра и нелинейные уравнения: Учеб. пособие для вузов. М.: Высшая школа. 2000. 266 с.
13. Патент 2790055 (РФ) № 2022113770. Способ компенсации дисторсии объектива. / Батуков А.В., Бондарев В. Г., Ипполитов С.В., Лопаткин Д.В., Проценко В.В., Роговенко О.Н. Заявл. 23.05.22; опубл. 14.02.23; бюл. № 5. 15 с.
14. Девятериков Е.А., Михайлов Б.Б. Визуальный одометр // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012. № 6(6). С. 68-82.
15. Молчанов А.С., Коломоец В.А. Цифровые портреты типовых объектов воздушной разведки. М.: Перо. 2025. 194 с.