Аналіз сучасного стану сенсорів для інерціальної навігації безпілотних літальних апаратів

Abstract

Мета статті – дослідити сучасний стан інерціальних сенсорів для навігації безпілотних літальних апаратів (БПЛА), проаналізувати їхні переваги, недоліки, методи корекції похибок та інтеграції з іншими навігаційними системами, а також визначити перспективи розвитку та сучасні тенденції в цій галузі. Проведено систематичний огляд наукової літератури, технічних документів та досліджень, що стосуються різних типів інерціальних сенсорів, їхнього застосування в навігації БПЛА, та методів злиття даних. Використано порівняльний аналіз сучасних технологій та методів до інтеграції сенсорів. Систематизовано основні види інерціальних сенсорів, їхні переваги та недоліки, а також виявлено найбільш ефективні методи корекції похибок та інтеграції з іншими системами. Досліджено сучасні тенденції, такі як використання штучного інтелекту, розвиток мікроелектромеханічних систем та появу нових типів сенсорів, що сприяють підвищенню точності і надійності навігації БПЛА. Окрему увагу приділено інтеграції інерціальних вимірювальних блоків з іншими навігаційними сенсорами, такими як глобальна навігаційна супутникова система та візуальні сенсори, для забезпечення більш надійної та точної навігації. Систематизовано методи корекції похибок, такі як фільтр Калмана та адаптивні фільтри, які використовуються для підвищення точності навігаційних систем. Вперше систематизовано та проаналізовано типи інерціальних сенсорів та визначено дані щодо їх переваг та недоліків у контексті вимог до навігації в сучасних навігаційних системах БПЛА. Отримані результати можуть бути використані для удосконалення навігаційних систем БПЛА, підвищення їхньої надійності та точності. Рекомендації щодо вибору та інтеграції сенсорів сприятимуть розвитку нових технологій у сфері безпілотних літальних апаратів.

To investigate the current state of inertial sensors for navigation of unmanned aerial vehicles (UAVs), analyse their advantages, disadvantages, methods of error correction and integration with other navigation systems, as well as identify development prospects and current trends in this area. A systematic review of scientific literature, technical documents and studies related to various types of inertial sensors, their application in UAV navigation, and data fusion methods was conducted. A comparative analysis of modern technologies and methods to sensor integration is used. The main types of inertial sensors, their advantages and disadvantages are identified, and the most effective methods of error correction and integration with other systems are revealed. Modern trends, such as the use of artificial intelligence, the development of microelectromechanical systems and the emergence of new types of sensors that contribute to the accuracy and reliability of UAV navigation, are investigated. Particular attention is paid to the integration of inertial measurement units (IMUs) with other navigation sensors, such as the Global Navigation Satellite System and visual sensors, to ensure more reliable and accurate navigation. Error correction methods, such as the Kalman filter and adaptive filters, used to improve the accuracy of navigation systems are systematised. For the first time, the types of inertial sensors are systematized and analyzed, and data on their advantages and disadvantages in the context of navigation requirements in modern UAV navigation systems are determined. The results obtained can be used to improve UAV navigation systems, increase their reliability and accuracy. Recommendations for the selection and integration of sensors will contribute to the development of new technologies in the field of unmanned aerial vehicles.