ГІБРИДНА АРХІТЕКТУРА ВІЗУАЛЬНО-ІНЕРЦІАЛЬНОЇ SLAM ДЛЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ БЕЗПЕРЕРВНОЇ НАВІГАЦІЇ В УМОВАХ ОБМЕЖЕНОЇ ВИДИМОСТІ

Анотація

Актуальність дослідження зумовлена необхідністю забезпечення надійної та безперервної навігації автономних мобільних систем в умовах обмеженої видимості, де традиційні візуальні методи локалізації втрачають ефективність, а інерціальні сенсори характеризуються накопиченням похибок. За таких умов особливого значення набуває інтеграція різнорідних сенсорних даних у межах гібридних архітектур, здатних адаптуватися до змін якості вхідної інформації. Метою дослідження є теоретичне обґрунтування та прикладне узагальнення підходів до побудови гібридної архітектури візуально-інерціальної SLAM, орієнтованої на забезпечення безперервної та стійкої навігації в умовах обмеженої видимості. Методи дослідження базуються на системному аналізі, узагальненні сучасних наукових підходів, порівнянні алгоритмічних рішень та структурно-функціональному моделюванні процесів інтеграції візуальних та інерціальних даних у навігаційних системах. У результаті дослідження досліджено принципи інтеграції сенсорних даних та підходи до побудови гібридних архітектур SLAM, узагальнено методи підвищення точності локалізації на основі інерціальних вимірювань. Встановлено, що ефективність систем визначається адаптивністю до деградації візуальної інформації та здатністю компенсувати інерціальний дрейф. Кількісний аналіз показав, що застосування гібридної архітектури дозволяє знизити накопичення інерціального дрейфу на 65–70 %, скоротити обчислювальну затримку на 60–70 % та підвищити точність локалізації у 6–8 разів у критичних умовах (зменшення RMSE з ≈1.7–1.8 м до 0.18–0.25 м). Наукова новизна полягає у системному узагальненні принципів побудови гібридних візуально-інерціальних архітектур із урахуванням умов деградації сенсорної інформації та обґрунтуванні адаптивних підходів до забезпечення стійкості локалізації. Практичне значення отриманих результатів полягає у можливості їх використання при розробленні навігаційних систем безпілотних платформ, мобільної робототехніки та рятувальних комплексів, де критичною є здатність системи функціонувати в режимі реального часу за умов обмеженої або змінної видимості.