Как высокоточная навигация способна изменить транспорт в будущем фото
Транспорт Транспорт

Как высокоточная навигация способна изменить транспорт в будущем


Игорь Горяинов, преподаватель геодезии в университете (МИИГАиК).

Давайте порассуждаем о транспорте будущего. Первое, что приходит нам на ум это беспилотный электромобиль типа «Тесла», оснащенный футуристичными колесами. Второе – это некий летательный аппарат типа квадрокоптера, несущий семью из трех-четырех пассажиров с большой скоростью. Третье – некий футуристичный гиперзвуковой летательный аппарат, доставляющий пассажиров с ранее не достижимыми скоростями. Какими качествами бы обладал такой транспорт? Это безопасность, экономичность, экологичность, комфорт, работа в беспилотном режиме. Одно из важнейших качеств это именно работа в беспилотном режиме.

Существует достаточно большое количество принципов работы беспилотных устройств. Большинство из них комбинируют в себе стандартную спутниковую навигационную систему, инерциальную систему навигации и систему радаров, сканирующих местность. Радары необходимы для определения препятствий, изменения обстановки, предотвращения ДТП. Большинство этих устройств знакомы нам по обычным автомобилям. Радарная система в таких автомобилях по сути является главной: именно она отвечает за движение транспортного средства по полосе и его точную навигацию.

Точность стандартной используемой GPS достаточно невелика. Обычно это круг диаметром 5-6 метров, если автомобиль стоит или эллипс с большой полуосью до 50 метров, если автомобиль движется. Это точность так называемого абсолютного определения координат по результатам спутниковых измерений. Этой точности достаточно для большинства действий на дороге, если автомобиль управляется водителем. Но иногда даже ее нам не хватает. Все мы замечали эффект запаздывания навигатора. Навигатор говорит нам: «через 100 метров поверните направо», а поворот уже здесь. Это является серьезной проблемой. Беспилотный автомобиль, оснащенный такой системой, должен будет ехать медленнее, чтобы не прозевать поворот. Следовательно, навигационная система должна работать точнее и быстрее.

А теперь представим на минуту, что точность вашей навигации может составлять 2-3 см. Это немыслимые величины. Однако такие устройства уже устанавливают на трактора, экскаваторы и грейдеры. Они работают в так называемом относительном режиме измерений. По- другому, он называется RTK (real time kinematic). Пока это достаточно дорогостоящее оборудование. Стоимость комплекта может начинаться от 500 тыс. рублей. Для личного транспорта это пока дорого.

Такие системы функционируют на строительно-дорожных машинах и сельхозтехнике. Да-да на тех самых тракторах. Современный трактор — это очень дорогое устройство, оснащенное беспилотным оборудованием. Он сеет, косит, пашет, опрыскивает в беспилотном режиме. С его помощью трактор движется по строго определенной траектории.

В данный момент имеется технический потенциал для удешевления подобных систем. Он может быть реализован как программно, так и аппаратно. Обычно для функционирования такой системы необходимо минимально два дорогостоящих спутниковых приемника геодезического класса точности. Один является базовым и стоит на месте, второй является подвижным ровером. Однако сами геодезисты уже давно используют только один роверный приемник. Данные со второго просто покупаются у специализированной компании (операторов стационарных приемников) по месячной или годовой подписке. Это гораздо удобнее и дешевле. Пока есть определенные проблемы роста: дублирование, недостаточное покрытие данными, непостоянство качества. Необходима грамотная государственная политика в этой сфере.

А теперь представим, что высокоточная навигация доступна практически всем. Что это такое? Это когда Ваш автомобиль, который знает свое положение в пространстве с точностью до сантиметра. Такой автомобиль может двигаться и выполнять маневры при полном отсутствии ориентиров. Ему абсолютно не важно: засыпана разметка снегом или нет. Причем он понимает это не с помощью сканирующих систем, а как бы двигаясь по высокоточной карте в компьютерной игре.

Такая навигационная система применима не только на автомобилях, но и в авиации и судоходстве. Все мы знаем, как зависят самолеты от погодных условий. Сейчас, конечно же эксплуатируются курсо-глиссадные системы ILS (Instrument Landing System). Однако, по характеру своей работы они гораздо менее точны, чем высокоточные спутниковые навигационные системы. Стоимость этих систем измеряется десятками миллионов рублей. Это дорогостоящее оборудование, которое недоступно малым аэропортам.

Посадка же самолета в режиме высокоточного позиционирования не требует таких затрат. Нужно просто знать координаты характерных точек аэродрома. Для этого вполне подойдет обычный топографический план масштаба 1:500, который составляется на любой аэропорт. Похожие планы делают геодезисты, когда ставят на кадастр ваши дачные участки.

А какой простор открывает высокоточная навигация для малых беспилотных летательных аппаратов. Например, вы хотите сделать барбекю. Просто купили все нужное в магазине и заказали доставку. При высокоточной навигации доставка будет осуществляться не по адресу, а ровно в то место, куда вы укажите. Например, мясо нужно поставить на стол, а пакет с углем возле мангала.

Именно высокоточная навигация изменит наше представление о беспилотных аппаратах и сделает нашу жизнь еще комфортнее. 

Подписывайтесь на нас в соцсетях, если хотите быть в курсе последних событий в сфере бизнеса и технологий.


Не менее интересные публикации