UAV-navigering i GPS-förnekade miljöer

Navigering av obemannade flygbilar (UAV) utan tillförlitliga globala positioneringssystem (GPS) -signaler är fortfarande en kritisk utmaning inom modern flyg- och rymdteknik.En ny studie från Prince Sultan University, fördjupar metoder för att förbättra UAV -lokalisering i miljöer där GPS -signaler är svaga eller otillgängliga, såsom urbana kanjoner eller katastrofzoner.Forskningen betonar potentialen för synbaserade system och hybridmetoder som kombinerar olika sensorer och algoritmer för mer pålitlig navigering i realtid.

GPS, en avgörande komponent i UAV -navigering, misslyckas ofta i områden med hindrade eller fastnat signaler.Medan alternativ som tröghetssensorer och Lidar har visat löfte, lider de ofta av problem som drift och höga beräkningskostnader.Studien undersöker hybridsystem som smälter data från flera sensorer - till exempel Lidar, radar- och tröghetsmätningsenheter (IMUS) - för att skapa mer pålitliga navigationslösningar.


Översynen analyserar över 130 forskningsdokument, med fokus på två huvudsakliga tillvägagångssätt för UAV-navigering: absolut lokalisering, som förlitar sig på förhandskartade terrängdata och relativ lokalisering, som använder realtidssensordata, som SLAM (samtidig lokalisering och mappning) och visuell inertial odometri.Medan absoluta metoder fungerar bra i kända miljöer, kämpar de i otroliga eller snabbt föränderliga områden.Å andra sidan erbjuder relativa metoder flexibilitet men kräver betydande beräkningskraft.

Visionbaserade system, särskilt de som förbättras av AI för funktionsigenkänning, får dragkraft, även om utmaningar som ljusförhållanden kvarstår.Studien belyser vikten av multisensorfusion, vilket visar hur man kombinerar data från olika sensorer och tillämpning av avancerade filtreringstekniker, som Kalman-filter, kan förbättra navigationsnoggrannheten.Bearbetning i realtid-som används av hårdvaruacceleratorer som GPU: er-spelar en avgörande roll för att uppnå snabbare och effektivare beslutsfattande.

Huvudförfattaren Dr. Imen Jarraya konstaterade att ingen enda sensor eller algoritm fullt ut kan hantera utmaningarna med GPS-förnekade navigering.Forskningen understryker behovet av ytterligare optimering av hybridsystem för att hantera oförutsägbarheten i miljöer som sträcker sig från täta stadsområden till avlägsna katastrofzoner.

Resultaten har betydande konsekvenser för branscher som logistik, jordbruk och försvar.UAV: er kunde leverera leveranser till katastrofområden utan GPS, eller militära drönare kunde arbeta i signalstoppade regioner.