6
ГОЛУБИЦКИЙ Никита Егорович
Челябинская область, г. Челябинск
МАОУ «Средняя общеобразовательная школа № 56 г. Челябинска», 10 класс
МАОУ «Средняя общеобразовательная школа № 56 г. Челябинска», 10 класс
РАЗРАБОТКА АВТОНОМНОГО МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОГО БПЛА С СИСТЕМОЙ НАВИГАЦИИ НА ОСНОВЕ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
Научный руководитель: Хужин Атлер Рифатович, Челябинская область, г. Челябинск, ГБО ДО ДЮТТ СП ДТ «Кванториум» г. Челябинск, педагог дополнительного образования
Ит-6
Разработка, изготовление и испытание автономного метеорологического беспилотного летательного аппарата (метеодрона). Ключевая особенность — создание резервной системы навигации на основе искусственного интеллекта для обеспечения надежности полета в условиях отсутствия или сбоя сигнала GNSS (GPS), а также достижение высокой экономической эффективности по сравнению с существующими коммерческими аналогами.
- Спроектировать и собрать конструкцию БПЛА, оптимизированную по критериям прочности, веса и аэродинамики.
- Оснастить дрон комплексом датчиков (температура, давление, влажность, ветер) и разработать ПО для сбора, обработки и визуализации метеоданных.
- Создать, обучить и протестировать в симуляционной среде алгоритм ИИ-навигации на основе компьютерного зрения для работы при потере спутникового сигнала.
- Провести комплексные летные испытания прототипа для оценки точности измерений и работоспособности всех систем.
- Выполнить сравнительный анализ созданного прототипа с коммерческими аналогами по техническим и экономическим параметрам.
Существующие методы метеомониторинга (стационарные станции, спутники) часто имеют низкое пространственное разрешение и высокую стоимость. Коммерческие метеодроны стоят от 1,5 млн рублей и не имеют резервной навигации для работы в условиях помех или отсутствия GNSS (полярные регионы, горная местность). Проект направлен на создание доступного, мобильного и высокоточного инструмента для локального прогнозирования погоды, нужд точного земледелия, экологического контроля и обеспечения безопасности полетов.
Разработан БПЛА самолетного типа (квадрокоптер) с карбоновой рамой. Аппарат оснащен полетным контроллером Pixhawk, микрокомпьютером Raspberry Pi для обработки данных и запуска ИИ, а также набором метеодатчиков. Уникальность проекта — в наличии резервной навигационной системы. При потере GNSS бортовая нейросеть (компьютерное зрение) анализирует видеопоток с камеры, распознает визуальные маркеры на местности и позволяет дрону продолжить выполнение миссии.
- Создан действующий прототип метеодрона стоимостью около 120 000 рублей, что в 10-25 раз дешевле коммерческих аналогов.
- Успешно проведены летные испытания на высотах до 2500 метров и при температурах до -8°C.
- Подтверждена высокая точность измерений: погрешность по температуре и давлению составила менее 5% по сравнению с эталонными данными.
- В симуляторе Gazebo доказана работоспособность алгоритма ИИ-навигации. При отключенном GNSS дрон с помощью компьютерного зрения успешно удерживал траекторию полета (средняя ошибка ~5 м), в то время как без ИИ отклонение достигало 500 м за 5 минут.
- Разработанное ПО в реальном времени строит вертикальные профили температуры, влажности, ветра и оценивает зоны риска обледенения.
1. Повышение точности ИИ-навигации
- Расширение обучающего датасета
- Внедрение механизмов attention и более сложных архитектур
- Интеграция лидара для построения 3D-карт местности
- Улучшение нейросети (механизмы внимания, Transformer)
- Снижение ошибки позиционирования с 5 м до единиц метров
- Аккумуляторы с подогревом для работы при сильных морозах
- Увеличение высоты полета до 5000 м
- Оптимизация энергопотребления
- Модернизация силовой установки
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Учебно-лабораторный корпус, Рубцовская набережная, д. 2/18, холл 3 этажа
МГТУ им. Н.Э. Баумана,
27 марта, 15:00 - 17:00 (Мск)
27 марта, 15:00 - 17:00 (Мск)
Место проведения выставки:
Расписание работы выставки:
Награждение:
22 марта, воскресенье
10:00 - 17:00 (Мск) - Оформление стендов
23 марта, понедельник
12:00 - 15:00 (Мск) - Работа выставки
24 марта, вторник
14:00 - 17:00 (Мск) - Работа выставки
25 марта, среда
14:00 - 17:00 (Мск) - Работа выставки
10:00 - 17:00 (Мск) - Оформление стендов
23 марта, понедельник
12:00 - 15:00 (Мск) - Работа выставки
24 марта, вторник
14:00 - 17:00 (Мск) - Работа выставки
25 марта, среда
14:00 - 17:00 (Мск) - Работа выставки
Хотите посетить Всероссийскую научно-технологическую выставку «Шаг в будущее»?
Выставка открыта для посетителей 24 марта, вторник, с 14:00 до 17:00, 25 марта, среда, с 14:00 до 17:00 в учебно-лабораторном корпусе МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Желающим необходимо прислать заявку на почту sitfp@bk.ru, указав список посетителей, их место работы или учебы. Точное время посещения будет определено организаторами. Экскурсии по выставке не проводятся.