「センサーやその他の機器による運用の強化」に関する AUVSI ウェビナープレゼンテーションのハイライト

Vigilant Aerospace Systems の CEO である Kraettli Epperson は、「センサーやその他の機器による運用の強化」に関する AUVSI プレゼンテーションに参加しました。以下に、プレゼンテーションのビデオと完全なトランスクリプトを共有させていただきます。センサー、航空交通追跡、および自動警告を使用してフライト操作を強化する方法の詳細については、Vigilant Aerospace にお問い合わせください。

センサーやその他の機器による操作の強化

ビデオを見る： [埋め込まれたコンテンツ] エプパーソン氏のプレゼンテーションのハイライト: いくつかの質問に答えられるように、これらのスライドのいくつかを簡単に見ていきます。私の議題は、Vigilant Aerospace でセンサーを使用して解決する問題の種類に焦点を当てることです。私たちは無人航空機の安全システムを開発する会社です。それが私たちの焦点です。私たちは、NASA アームストロングで働くリカルド [アルテアガ] が発明者である、ライセンスされた NASA の特許に基づいた技術を構築しています。私たちは NASA との協力が大好きです無人航空機の運用におけるセンサーと安全性の重要性についてお話しします特に検出と回避と呼ばれる機能と、センサーがそのために重要である理由と、それが重要である理由についてお話しします業界。また、米国の空域への無人航空機の統合についてもお話しします。これは、現在非常に興味深いトピックです。検出回避システムがコンポーネントとして通常持つものについてお話しし、当社の特定の製品を含むいくつかの例について話しましょう。検出して回避するシステムを開発し、さまざまなセンサーを利用してテストするために行った最近のプロジェクトについてお話します。次に、これらのタイプのセンサーで起こっているいくつかの将来の傾向について話します. まず、センサーで解決しようとしている問題を理解することが重要です。現在、あらゆるサイズの無人機の業界は、いわゆる目視外飛行 [BVLOS] に重点を置いています。一般に、特に小型の商用無人航空機、および実際にはすべての無人航空機の規則は、多くのシステムと軽減策を必要とするか、パイロットの視線を超えて航空機を飛行させることをまったく許可していません。これは、業界や私たちのような企業の発展における本当のボトルネックです。 FAA と多くの業界の製造業者および開発者は、これを克服して、視界を超えて飛行できる安全システムを実現することに取り組んでいます。無人航空機は、常に他の航空機から十分に離れている必要があります。パイロットが搭乗していなくても、センサーを使用して他の航空機を検出し、十分に回避できる必要があります。これは通常、検出と回避と呼ばれます。したがって、DAA システムは、これを可能にするタイプのシステムです。あなたは、いわゆる非協力航空機の検出について特に心配しています。これらは小型化する傾向があり、トランスポンダーを持たない航空機です。米国および世界中には、常にトランスポンダーを搭載する必要のない航空機が一定数あります。そのため、無人航空機がこれらを回避するためにセンサーを使用することが重要です。さらに、オンボードの検出と回避により、たとえば地上センサーがある特定のエリアに限定されるのではなく、非常に長距離の飛行を行うことができます。したがって、さまざまなタイプのセンサーとさまざまな操作があり、これらのシステムは安全上重要であるため、信頼性が高く、十分にテストされている必要があります。それらは、安全性だけでなく、業界全体の進歩にとって非常に重要です。では、センサーをどのように使用するのでしょうか? 特に、今日お話しするのは、レーダーシステムを検出および回避システムに直接統合することです。それらを使用して、非協力的な航空機を検出します。当社のシステムは、航空機の軌跡を計算し、センサーデータを使用して潜在的な競合を検出し、それを回避するのに役立つソフトウェアに基づいています。これらのセンサーは、回避操作を計算して実行できるように十分な警告を提供することが重要です。したがって、センサーを評価するとき、それは非常に重要です。これらは、この技術の開発作業の一部、特に NASA での実用テストの一部の写真です。そのため、典型的な DAA システムコンポーネントにはセンサーが含まれているため、レーダーは通常、車載または地上に設置されます。場合によっては、EO/IR システムが含まれることもあります。そのため、カメラと音響システムが使用されることがあります。特に、航空交通がある可能性があるため、他のセンサーを注意深く監視する必要があるエリアに誘導するために使用されます。その後、ライダーなどの他のセンサーが使用されることもあります。これらのシステムには通常、ディスプレイが含まれるため、リモートパイロットに情報を伝達する方法において人的要因が重要になります。自律的なプロセスも非常に重要なものとして浮上しています。これは私たちが多くの仕事をしている分野であり、私たちのシステムは自律的な投票回避プロセスを提供しています. それがどのように機能するかを少し理解できるスクリーンショットをいくつかお見せしますが、それにはアルゴリズムが含まれており、そのプロセスを支援する AI と機械学習がますます増えています。次に、たとえば、連邦機関によって他の場所で感知されている、気象データなどの他の非センサーデータソースにアクセスできる場合があります。フライトの安全にとっても重要な情報を提供するためにこれは私たちのシステムに関するちょっとした情報ですここでは詳しく説明しませんが、この情報を使用して検出することだけを述べておきます他の航空機との衝突を追跡して回避します。 [FlightHorizon] は、空域と航空交通の 2D または 3D 表示を提供し、複数のセンサーからのデータを融合します。これは非常に重要です。空中に自分の航空機があり、おそらくいくつかの異なる方法で検出しているさまざまな他の航空機があるからです。したがって、ディスプレイと空域モデルで矛盾を解消して、何がどこにあり、何が近づいているのかを理解できるようにすることは、非常に重要です。これがどのように機能するかを示す図です。今回の話で重要なアイテムは、もちろんここの真ん中にあるセンサーです。左側には無人航空機があります。右側には、あなたの空域に入る可能性のある航空機、つまり有人航空機があります。これらのセンサーのいずれかを使用してそれを検出します。たとえば、レーダーにトランスポンダーがある場合は、そのように検出できます。すべての情報は中央のオレンジ色のボックスに入り、航空交通のモデルを作成するために使用されるため、何が起こっているかを把握し、状況認識を維持できます。回避操作を実行する必要がある場合は、特定のコマンドを受け取ります。システムが何を行っているかを少し理解するのに役立つ図 [下] があります。つまり、この場合、この白い航空機の真ん中にあなた自身の船、つまりあなた自身の無人航空機があります。中央の右側に小さな青い航空機が検出されているのがわかります。それはあなたの空域に入ってきて、潜在的な衝突を提示している航空機です。ソフトウェアはセンサーを使用してそれを検出し、競合を計算し、回避操作を計算し、それを回避するように指示します。ご覧のとおり、これらのセンサーは、ソフトウェアがこの機能を実行し、安全な飛行を実現し、他の航空交通との衝突を回避できるようにするために絶対的に重要です。これには XNUMX つのバージョンがあります。これに興味がある場合は、後で私に連絡してください。 FlightHorizon COMMANDER と呼ばれる地上バージョンがあります。これは空域管理を目的としています。 FlightHorizon PRO バージョンは、地上でのフィールド使用のためにラップトップまたはタブレットで実行されます。そして、搭載バージョンである FlightHorizon PILOT バージョンがあります。いくつかのテストに使用されている小さなヘキサコプターの下にレーダーを置いて飛行している写真を見ることができます。では、これらのセンサーを使用および選択する際の考慮事項は何ですか? まず第一に、これらのセンサーは小型の有人航空機を検出できなければなりません。これは、無人航空機を飛ばしているときに心配するトラフィックのほとんどです。大型航空機のほとんどは、特に高高度で飛行しているため、トランスポンダーを備えています。より大型の無人航空機があれば、航空交通管制を利用できる可能性がありますが、それができない地域では、航空交通を検出できるセンサーを用意することが絶対に重要です。スワップを実行して操作できるように、十分に回避する必要がある航空機を検出するのに十分な範囲が必要です。これはセンサーの非常に重要な要素です。これは、航空機に収まるか、必要な場所に簡単に配置できるように、サイズと重量と電力の要件です。航空機を検出し、航空機以外のターゲットを区別できるように、クラッターを除外できる必要があります。これは非常に重要です。私たちは、使用するセンサーでそれができることを確認するために多くの時間を費やしています. 次に、動作条件は非常に重要です。あなたは私が行くつもりの写真のいくつかを見るでしょう. 私たちが行っているいくつかのテストと操作は、非常に寒い環境で行われていることを示しています。ですから、[動作条件は]非常に重要です。天気、センサーの基本的な適合性の問題、温度や湿度など。単価対ミッション値。私たちはこれをよく知っています。実行している商用またはその他の種類の操作の価値に適したセンサーを使用できなければなりません。私たちは常に手頃な価格に取り組んでおり、特定の操作に適したシステムを開発しようとしています. 次に、統合パス。そのため、ソフトウェアがセンサーと通信し、センサーがソフトウェアと通信する方法は、プロセスにおいて非常に重要です。センサーをテストするとき、私たちは XNUMX つのことを見ています。基本的なセンサー性能を見ています。それは範囲を持っていますか？実行するために必要な機能を実行できる解像度がありますか? 次に、システムが必要なことを実行できることをテストおよび実証するために、複数の無人航空機または有人航空機が無人航空機に遭遇するフィールドでの特定の遭遇テストでそれを使用します。地上ベースまたは車載ベースのセンサーを見ていきます。何をしているかにもよりますが、レーダーはクラッターを除去できる必要があります。これは実際にはソフトウェア機能です。次に、非常に重要な偽のトラックを拒否します。このテストを行うとき、これを実行できるベースラインパフォーマンスを実際に確立しています。これらは、さまざまなセンサーを使用して行った実際の最近の飛行テストからの写真です。次のスライドに移りましょう。ここにはいくつかのラベルがあります。これは、FAA の支援を受けて実施されたプロジェクトであり、アラスカ大学フェアバンクス校と無人航空機システム統合のためのアラスカセンター [ACUASI] によって行われました。これは、さまざまなセンサーをテストしているブログで読むことができるプロジェクトでした。以前のいくつかのスライドで示した小さなレーダーがあります。これは Echodyne の EchoGuard レーダーです。より大型の長距離レーダーである GA-9120 もテストしています。私たちはデータを取得し、これらのレーダーをソフトウェアに組み込んで多くの観測を行っています。ここで行った別のプロジェクトをいくつか紹介します。これは、レーダーと検出回避システムが機内で飛行している別の写真です。ここには、ソフトウェアが実行されているシングルボードコンピューターがあります。レーダーからのデータを受信しています。トランスポンダー受信機も付いています。これは、航空機からの GPS やその他の情報を含むテレメトリに直接接続されています。たとえば、レーダーに統合されている慣性測定ユニットである IMU は、ソフトウェアに直接データを供給しているため、レーダーがどこを向いているかを認識できます。これは、飛行中に非常に重要です。私たちはこのシステムにとても興奮しています。通常、これらは、私たちが飛行し、それらを検出できることを確認するためにテストしているタイプの航空機です. これらの高度でフィールドでよく使用される小型ヘリコプターのような小型 GA 航空機。これは、オクラホマ州立大学とそこの無人システム研究所と一緒に行った一連の飛行試験の写真です。これは非常に興味深いです。非常に興味深いテストを行うために、これら XNUMX 台の小型ドローンを互いに接近させて飛行させることができました。ここで、自機と侵入機の両方を追跡するレーダーとその他のシステムのスクリーンショットをいくつか見ることができます。システムは、回避を実行するために実行する必要がある特定の操作を提供します。これは非常に興味深いプロジェクトであり、OSU などと継続的に作業を進めています。これは、GA-9120 レーダーと呼ばれるものの範囲をテストするための作業でした。これは、ここではより大きなレーダーです。これは、たとえば小さな空中公園に適したレーダーです。持ち運び可能です。その箱に入れて、必要な場所に持っていきます。この写真[下]でいくつかのことを指摘します。これは、以前の写真で示したシステムに似ています。オクラホマ州立大学の医療物資配達用ドローンがいくつかのテストで使用されました。私たちのシステムでその航空機を追跡しました。私たちのシステムは、これらの長距離飛行を可能にするように設計されており、それこそが業界が目指すところです。したがって、これらの非常に実用的で緊急の航空機で作業する機会を得ることは、私たちにとって重要です。ここに別のスライドがあります。無人航空機、特に現在業界の最前線にある検出と回避に大きな影響を与えるいくつかの興味深いトレンドとセンサーがあります。私は現在、FAA の航空規則作成委員会のメンバーを務めています。この委員会は、米国の目視外ドローンの規則を作成しています。現在、米国の規制に動きがあり、非常にエキサイティングです。その取り組みに貢献できることを大変嬉しく思います。新しいレーダーの小型化、軽量化、長距離検出が常に重要であるという新たな傾向があります。私たちはそれをよく見ています。私たちの場合、センサーは、マルチセンサーおよび多層安全システムの一部として使用されます。ある程度の手続き上の安全性があり、次に戦略的な安全性があります。どこで、いつ飛行し、それらの努力を調整します。そして最終的に、センサーは戦術的な安全のために使用され、他の方法ではそこにいることを知ることができない航空機を検出できるようにします. 軌道予測のために、より優れたアルゴリズムが登場しています。特に、機械学習は、フィルタリングしてターゲット分類を行う方法として出現しているため、鳥を見ているのか、航空機として分類すべきではなく、分類する必要がないものを見ているのかをより適切に識別できます。必然的に心配します。それは大きな発展分野です。それから、ミリ波レーダーのオンチップ化が注目されています。一部の 5G 技術に基づく小型レーダーが出現しており、これらは他の新しいミリ波技術と重複しています。それは業界にとって非常に役立つと思います。そして、先ほど申し上げたように、新しい技術基準があります。私の略歴で、私がいくつかの技術標準作成グループで活動していることについて触れました。次に、業界を前進させている FAA の規制があります。私の連絡先があります。発言の機会をいただき、重ねて御礼申し上げます。ご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。あなたから聞く私が提示したものに関する追加の質問に答えるために。ありがとうございました。このウェビナーおよび AUVSI の他のオンデマンドウェビナーコンテンツを表示するには、次のサイトにアクセスしてください。センサーやその他の機器でオペレーションを強化 | 国際無人車両システム協会 (auvsi.org)