Drone ile radyo bağlantısı kesilirse gerçekte ne olur? Drone’lar yoğun trafikte bile otonom olarak nasıl uçabilir? Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR), City-ATM projesinin son aşamasında bu ve diğer soruları ele aldı. Araştırmacılar, çok sayıda farklı donanıma sahip insansız hava aracının bir hava sahasında çatışma olmadan birlikte çalıştırıldığı trafik senaryolarını incelemeye odaklandı. 2021’in sonunda, Cochstedt’teki Ulusal İnsansız Havacılık Sistemleri Test Merkezi’nde birkaç insansız hava aracıyla son uçuş testleri yapıldı ve bu sırada araştırmacılar geliştirilen işlevleri gösterdi.
“Drone’lar genellikle yerden kumanda edilir ve kontrol edilir. DLR Uçuş Rehberliği Enstitüsü’nden Dr. Alexander Kuenz, “Bu, radyo uzaktan kumandası ve insansız hava aracıyla sürekli görsel teması olan hobi pilotları için işe yarıyor” diyor. Böyle bir yer kontrol istasyonunun görevleri, uçuşların planlanması, kontrolü ve izlenmesidir. Bu, araştırmacıların karmaşık görevleri bir araya getirip planlamasını sağlar. Ortaya çıkan uçuş yolu daha sonra ilgili drone’a gönderilir. . Pilot, görevin yürütülmesini yerden izler. Sistem, diğer şeylerin yanı sıra diğer trafikle çatışma durumlarını tanıyarak ve bunlardan kaçınarak pilotu destekler. Etkilenen insansız hava araçları daha sonra değiştirilmiş uçuş yollarını alır. Ancak, yerde sorunlar olursa ne olur? kontrol istasyonu, örneğin drone ile radyo bağlantısı bozulursa?
Dronlar acil bir durumda otonom hareket edebilmelidir
Bu gibi durumlar için, City-ATM projesinin araştırmacıları, bir drone’u yoğun trafikte otonom uçuşa olanak tanıyan yeni işlevlerle donattı. Bunun için önemli bir ön koşul: Drone’un kendi uçuş yolunu bağımsız olarak hesaplayabilmesi ve gerekirse yeniden planlayabilmesi. Ayrıca dünyada eşi benzeri olmayan bir 4D yönlendirme sistemi aldı. Bu, üç uzamsal boyutta ve zamanda (dördüncü boyut) bir yörüngeyi tam olarak takip etmesine izin verir.
Bu şekilde drone, ne zaman nerede olacağını “bilir” ve çevredeki hava trafiği ile gelecekteki tehlikeli yakınlaşmaları erken bir aşamada belirleyebilir ve bunları güvenli ve verimli bir şekilde önleyebilir. City ATM sistemindeki drone, Alman hava trafik kontrolü DFS’nin bir izleme sunucusundan sivil havacılık, diğer drone’lar veya planör pilotları gibi aynı anda gerçekleşen hava trafiği hakkında bilgi alıyor. Sunucu buna göre trafiği toplar, değerlendirir ve kullanıma sunar. Kuenz, “Ağaçlar, direkler veya tepeler gibi diğer engeller, dronun önündeki alanı sürekli olarak 3D lazerle tarayan lidar sensörleri kullanılarak drone tarafından algılanıyor” diye açıklıyor. “Yerleşik bir çatışma algılama ve kaçınma yazılım modülü, gerekirse dronun engellerin etrafındaki uçuş yolunu planlar.”
Cochstedt’te karma drone trafiğinin gösterilmesi
Aralık 2021’de, ilgili araştırmacılar Cochstedt’teki Ulusal Test Merkezinde birkaç insansız hava aracıyla uçuş testleri gerçekleştirdiler. Deneysel drone DexHawk ile, yeni 4D rehberlik fonksiyonları başarıyla doğrulanabildi ve drone, amaçlanan yörüngeyi tam olarak takip etti. Kurulan lidar sensör teknolojisi ile drone, engel örneği olarak bir ışık direğini taradı ve araştırmacılar sonucu yer kontrol istasyonunda kontrol amacıyla görselleştirdi. Şehir ATM sistemini olabildiğince yoğun bir trafik senaryosunda test etmek için, bilim adamları sahada gerçek dronları sanal dronlarla desteklediler. Bu senaryoda, DexHawk araştırma uçağı, çevredeki trafikle çatışmaları tanıyarak ve bunlardan bağımsız olarak kaçınarak görevini gerçek ve sanal drone trafiğinden bağımsız olarak uçurmalıdır. Buna ek olarak, DLR Uçuş Sistemleri Enstitüsü’nden bilim adamları, 2021’de uygulamaya konulan yeni yasal çerçeve kapsamında pilotun görüş alanı dışında uçuşlara olanak tanıyan yeni bir işletim konseptini göstermek için başka bir deneysel drone kullandılar. kentsel ortamlarda dronlar.
Kuenz, “Donma noktası civarındaki sıcaklıklar ve buz gibi rüzgarlar, uçuş testleri sırasında yalnızca cihazlar için değil, aynı zamanda ilgili araştırmacılar için de zorluydu” diyor. “Sonuçta, kampanya yarının kentsel hareketliliği için başarılı bir adımdı”.
“Yoğun trafik” ne anlama geliyor ve sınırlar nerede?
Bilim adamları, geliştirilen City ATM sistemi ile gerçekçi bir şekilde kaç dronun mümkün olabileceğini araştırmak için, Aralık ayındaki laboratuvar testlerinde her bir dronun farklı bir yönde ve minimum 20 metrelik bir mesafede uçtuğu zorlu koşullarla özellikle karmaşık bir senaryo hesapladılar. dronlar arasında gerekliydi. Çatışma tespiti ve kaçınma için laboratuvarda uçuş testlerinde olduğu gibi aynı yazılım modülleri kullanıldı. City-ATM’den geliştirilen sistemlerin, aynı yükseklikte bir kilometrekarede aynı anda 85’e kadar dronun güvenli ve verimli bir şekilde görev yapabileceği uçuş senaryolarını mümkün kıldığı gösterildi.
Project City-ATM başarıyla tamamlandı
Kentsel hava sahasında gelecekteki hava trafik yönetiminin (ATM) temelini atmak için, City-ATM’de uçuş rehberliği, uçuş sistemleri teknolojisi, iletişim ve navigasyon, havacılık tıbbı, optik sensör sistemleri ve DLR hava ulaşım sistemleri için DLR enstitüleri çalıştı. 2018’den bu yana birçok dış paydaşla yakın işbirliği içinde çalıştı. Bunların arasında NXP, FlyNex, DFS, KopterKraft ve Auterion şirketlerinin yanı sıra Uygulamalı Havacılık Araştırma Merkezi de bulunuyor. Proje, 2019’da Hamburg’daki Köhlbrandbrücke’de gerçekleştirilen ilk gösteriler, 2020’de dinamik uçuşa yasak bölgeler üzerinde yapılan testler ve yoğun trafikte dronların güvenli ve verimli yönlendirilmesinin ardından 2021’in sonunda başarıyla tamamlandı.
“Drone’lar genellikle yerden kumanda edilir ve kontrol edilir. DLR Uçuş Rehberliği Enstitüsü’nden Dr. Alexander Kuenz, “Bu, radyo uzaktan kumandası ve insansız hava aracıyla sürekli görsel teması olan hobi pilotları için işe yarıyor” diyor. Böyle bir yer kontrol istasyonunun görevleri, uçuşların planlanması, kontrolü ve izlenmesidir. Bu, araştırmacıların karmaşık görevleri bir araya getirip planlamasını sağlar. Ortaya çıkan uçuş yolu daha sonra ilgili drone’a gönderilir. . Pilot, görevin yürütülmesini yerden izler. Sistem, diğer şeylerin yanı sıra diğer trafikle çatışma durumlarını tanıyarak ve bunlardan kaçınarak pilotu destekler. Etkilenen insansız hava araçları daha sonra değiştirilmiş uçuş yollarını alır. Ancak, yerde sorunlar olursa ne olur? kontrol istasyonu, örneğin drone ile radyo bağlantısı bozulursa?
Dronlar acil bir durumda otonom hareket edebilmelidir
Bu gibi durumlar için, City-ATM projesinin araştırmacıları, bir drone’u yoğun trafikte otonom uçuşa olanak tanıyan yeni işlevlerle donattı. Bunun için önemli bir ön koşul: Drone’un kendi uçuş yolunu bağımsız olarak hesaplayabilmesi ve gerekirse yeniden planlayabilmesi. Ayrıca dünyada eşi benzeri olmayan bir 4D yönlendirme sistemi aldı. Bu, üç uzamsal boyutta ve zamanda (dördüncü boyut) bir yörüngeyi tam olarak takip etmesine izin verir.
Bu şekilde drone, ne zaman nerede olacağını “bilir” ve çevredeki hava trafiği ile gelecekteki tehlikeli yakınlaşmaları erken bir aşamada belirleyebilir ve bunları güvenli ve verimli bir şekilde önleyebilir. City ATM sistemindeki drone, Alman hava trafik kontrolü DFS’nin bir izleme sunucusundan sivil havacılık, diğer drone’lar veya planör pilotları gibi aynı anda gerçekleşen hava trafiği hakkında bilgi alıyor. Sunucu buna göre trafiği toplar, değerlendirir ve kullanıma sunar. Kuenz, “Ağaçlar, direkler veya tepeler gibi diğer engeller, dronun önündeki alanı sürekli olarak 3D lazerle tarayan lidar sensörleri kullanılarak drone tarafından algılanıyor” diye açıklıyor. “Yerleşik bir çatışma algılama ve kaçınma yazılım modülü, gerekirse dronun engellerin etrafındaki uçuş yolunu planlar.”
Cochstedt’te karma drone trafiğinin gösterilmesi
Aralık 2021’de, ilgili araştırmacılar Cochstedt’teki Ulusal Test Merkezinde birkaç insansız hava aracıyla uçuş testleri gerçekleştirdiler. Deneysel drone DexHawk ile, yeni 4D rehberlik fonksiyonları başarıyla doğrulanabildi ve drone, amaçlanan yörüngeyi tam olarak takip etti. Kurulan lidar sensör teknolojisi ile drone, engel örneği olarak bir ışık direğini taradı ve araştırmacılar sonucu yer kontrol istasyonunda kontrol amacıyla görselleştirdi. Şehir ATM sistemini olabildiğince yoğun bir trafik senaryosunda test etmek için, bilim adamları sahada gerçek dronları sanal dronlarla desteklediler. Bu senaryoda, DexHawk araştırma uçağı, çevredeki trafikle çatışmaları tanıyarak ve bunlardan bağımsız olarak kaçınarak görevini gerçek ve sanal drone trafiğinden bağımsız olarak uçurmalıdır. Buna ek olarak, DLR Uçuş Sistemleri Enstitüsü’nden bilim adamları, 2021’de uygulamaya konulan yeni yasal çerçeve kapsamında pilotun görüş alanı dışında uçuşlara olanak tanıyan yeni bir işletim konseptini göstermek için başka bir deneysel drone kullandılar. kentsel ortamlarda dronlar.
Kuenz, “Donma noktası civarındaki sıcaklıklar ve buz gibi rüzgarlar, uçuş testleri sırasında yalnızca cihazlar için değil, aynı zamanda ilgili araştırmacılar için de zorluydu” diyor. “Sonuçta, kampanya yarının kentsel hareketliliği için başarılı bir adımdı”.
“Yoğun trafik” ne anlama geliyor ve sınırlar nerede?
Bilim adamları, geliştirilen City ATM sistemi ile gerçekçi bir şekilde kaç dronun mümkün olabileceğini araştırmak için, Aralık ayındaki laboratuvar testlerinde her bir dronun farklı bir yönde ve minimum 20 metrelik bir mesafede uçtuğu zorlu koşullarla özellikle karmaşık bir senaryo hesapladılar. dronlar arasında gerekliydi. Çatışma tespiti ve kaçınma için laboratuvarda uçuş testlerinde olduğu gibi aynı yazılım modülleri kullanıldı. City-ATM’den geliştirilen sistemlerin, aynı yükseklikte bir kilometrekarede aynı anda 85’e kadar dronun güvenli ve verimli bir şekilde görev yapabileceği uçuş senaryolarını mümkün kıldığı gösterildi.
Project City-ATM başarıyla tamamlandı
Kentsel hava sahasında gelecekteki hava trafik yönetiminin (ATM) temelini atmak için, City-ATM’de uçuş rehberliği, uçuş sistemleri teknolojisi, iletişim ve navigasyon, havacılık tıbbı, optik sensör sistemleri ve DLR hava ulaşım sistemleri için DLR enstitüleri çalıştı. 2018’den bu yana birçok dış paydaşla yakın işbirliği içinde çalıştı. Bunların arasında NXP, FlyNex, DFS, KopterKraft ve Auterion şirketlerinin yanı sıra Uygulamalı Havacılık Araştırma Merkezi de bulunuyor. Proje, 2019’da Hamburg’daki Köhlbrandbrücke’de gerçekleştirilen ilk gösteriler, 2020’de dinamik uçuşa yasak bölgeler üzerinde yapılan testler ve yoğun trafikte dronların güvenli ve verimli yönlendirilmesinin ardından 2021’in sonunda başarıyla tamamlandı.