Водители теряют навигацию в тоннелях, на многоуровневых парковках и в плотной застройке, где сигнал GPS пропадает. Сотрудник кафедры компьютерных систем и технологий Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» Дарья Маркова предложила программно-аппаратный комплекс, который объединяет инерциальные датчики, колесную одометрию и визуальную одометрию. На городском маршруте с тоннелем и парковкой система показала среднюю ошибку 0,3% от пройденного пути, а максимальное отклонение на пятикилометровом маршруте не превысило 10 метров. Для сравнения чистая инерциальная навигация уводила автомобиль на 65 метров.
Как сообщает НИЯУ МИФИ, разработка ориентирована на массовый сегмент и не требует дорогостоящих компонентов.
Почему спутниковая навигация теряет сигнал
Навигатор в телефоне или встроенная система автомобиля перестают работать в тоннеле, на многоуровневой парковке и в плотной застройке. Сигнал GPS пропадает, экран замирает, и водитель движется наугад. Для беспилотных автомобилей такая потеря сигнала недопустима.
Как устроен комплекс
Основой системы стало объединение данных с нескольких датчиков, которые есть в современном автомобиле. Это инерциальный измерительный модуль, определяющий ускорение и повороты, и колесный одометр, считающий пройденное расстояние. При обычном счислении пути ошибка накапливается быстро. Дрейф координат может составить десятки метров уже через несколько минут без спутниковых корректировок. Для решения этой проблемы Дарья Маркова использует расширенный фильтр Калмана. Алгоритм непрерывно сопоставляет данные инерциальных датчиков и одометрии. На двухкилометровом участке без сигнала ГНСС обычная система накапливала ошибку до 14,8 метра. Предложенный алгоритм с адаптивной настройкой удерживал максимальное отклонение в пределах 4,9 метра.
Что добавляют нулевая скорость и камера
Вторая работа Марковой развивает идею нулевых обновлений скорости. Когда автомобиль полностью останавливается на светофоре или в пробке, система знает, что его скорость равна нулю, и обнуляет накопленные ошибки. Однако остановки случаются не всегда. Тогда используется фронтальная камера и технологии визуальной одометрии. Алгоритмы компьютерного зрения анализируют изображение, находят устойчивые ориентиры, включая контуры зданий, дорожные знаки и элементы инфраструктуры, и сопоставляют их с ранее увиденными кадрами. Это позволяет автомобилю узнавать места, где он уже проезжал, и корректировать курс.
Что показали испытания
Все три метода работают вместе. По словам Дарьи Марковой, комбинированный режим дает синергетический эффект. В натурных испытаниях на городском маршруте с тоннелем и многоуровневой парковкой система показала среднюю позиционную ошибку 0,3% от пройденного пути. Для пятикилометрового маршрута максимальное отклонение не превышало 10 метров. Чистая инерциальная навигация уводила автомобиль на 65 метров. В отдельных сценариях комбинированная система работала точнее штатного GPS-приемника, который в плотной застройке страдает от отраженных сигналов и дает скачки координат на десятки метров.
Какие перспективы
Разработка ориентирована на массовый сегмент. Она не требует дорогостоящих лазерных гироскопов или лазерных локаторов. Система реализуется на доступных микроэлектромеханических датчиках, обычной камере и 32-битном микроконтроллере. Программная часть выполнена в среде ROS 2. Это делает ее совместимой с современными робототехническими платформами. В планах — развитие комплекса за счет включения новых сенсоров, включая лидары и ультразвуковые дальномеры, и методов машинного обучения для распознавания ориентиров. Это позволит преодолеть оставшиеся ограничения, например работу в полной темноте, и обеспечить надежную автономную навигацию на дистанциях более 20 километров без внешней поддержки.
Коротко: главное
-
Где работает автор разработки?
В Национальном исследовательском ядерном университете «МИФИ» в Москве. -
Что предлагает система?
Навигацию без спутникового сигнала. -
Какие датчики используются?
Инерциальный модуль, колесный одометр и фронтальная камера. -
Какая точность достигнута?
Средняя ошибка 0,3% от пути, максимальное отклонение 10 метров на 5 км. -
Для какого сегмента предназначена разработка?
Для массового, на доступных компонентах.
Резюме
-
Сотрудник МИФИ Дарья Маркова предложила комплекс навигации без GPS.
-
Система объединяет инерциальные датчики, одометрию и визуальную одометрию.
-
На городском маршруте ошибка составила 0,3% от пути, максимальное отклонение 10 метров на 5 км.
-
Разработка не требует дорогих лазерных гироскопов и локаторов.
-
В планах — новые сенсоры и машинное обучение для автономной навигации свыше 20 км.
Материал подготовлен изданием «Техносуверен» (technosuveren.ru).
Дата публикации: 16 сентября 2026 года.
