Современные методы автономной навигации беспилотных надводных аппаратов

Автор(ы): Теплухин Р.Г., Фархадов М.П., Лычков И.И., Санько А.О.

Выпуск: 118

Рубрика: Информационные технологии в управлении

Год: 2025

Библиография: Теплухин Р.Г., Фархадов М.П., Лычков И.И. и др. Современные методы автономной навигации беспилотных надводных аппаратов // Управление большими системами. - 2025. - Вып. 118. - С.132-207.

Дата опубликования: 30.11.2025

Ключевые слова: автономные навигация и управление, визуальная одометрия, беспилотные надводные аппараты, мультисенсорные системы, обнаружение препятствий, машинное обучение

Аннотация: С развитием экономики у государства возрастает потребность в автоматизации производственных процессов. Особый интерес представляют научные исследования, направленные на решение проблем в области беспилотной перевозки пассажиров и грузов по водным путям. В мировом судостроении наблюдается тенденция к увеличению количества проектов, связанных с безэкипажными судами. Актуальность автоматизации надводного транспорта заключается в сокращении трудозатрат экипажей морского и речного флотов на выполнение рутинных задач, снижении количества чрезвычайных ситуаций. Приведен анализ современных методов и технологий реализации автономной навигационной системы для беспилотных надводных аппаратов. Рассмотрены передовые алгоритмы и средства, представленные на международных конкурсах по проектированию беспилотных надводных аппаратов RoboBoat и RobotX. Представлены рекомендации по проектированию автономных навигационных систем для трех сценариев использования беспилотных надводных аппаратов во внутренних водных путях. Результаты исследования позволили систематизировать подходы и обозначить их ограничения для каждого из этапов разработки систем автономной навигации. Разработка и внедрение систем управления высокоавтоматизированными и автономными транспортными средствами, создание технических решений для систем навигации, управления и связи являются важной и актуальной задачей в области водных транспортных систем. Их применение будет способствовать устранению рисков, связанных с человеческим фактором и повышению эффективности работы в сложных и изменчивых условиях окружающей среды.

Author(s): Teplukhin R., Farkhadov M., Lychkov I., Sanko A.

Article title: Modern methods of autonomous navigation of unmanned surface vehicles

Issue: 118

Year: 2025

Keywords: autonomous navigation and control, visual odometry, unmanned surface vehicles, multisensor systems, obstacle detection, machine learning

Abstract: The state's need for automation of production processes increases with the development of the economy. Scientific research aimed at solving problems in the field of unmanned transportation of passengers and goods on waterways is of particular interest. There is a tendency to increase the number of projects related to unmanned vessels in the world shipbuilding. The relevance of automation of surface transport lies in reducing the labor costs of sea and river fleet crews to perform routine tasks, reducing the number of emergencies. An analysis of modern methods and technologies for the implementation of an autonomous navigation system for unmanned surface vehicles is provided. Advanced algorithms and tools presented at international competitions for the design of unmanned surface vehicles RoboBoat and RobotX are considered. Recommendations for the design of autonomous navigation systems for three scenarios for the use of unmanned surface vehicles in inland waterways are presented. The results of the study made it possible to systematize approaches and identify their limitations for each stage of autonomous navigation system development. Development and implementation of control systems for highly automated and autonomous vehicles, creation of technical solutions for navigation, control and communication systems are an important and urgent task in the field of water transport systems. Its application will help eliminate risks associated with the human factor and increase the efficiency of work in complex and changing environmental conditions.