测试显示无人机可以使用自主技术来躲避其他空中交通

 
在无人机行业中，它被称为“发现并避免问题”。长期以来，使无人机能够感知附近的飞机并脱离其飞行方式，一直是狭义地局限于专门应用的技术与发挥其潜力之间的最严峻的障碍之一。
弗吉尼亚理工大学中大西洋航空合作组织(MAAP)主任马克·布兰克斯(Mark Blanks)说：“无人机有无数有益的应用。” “但是为了使它们实用和可扩展，该行业需要已被证明可以实现更大自治权的技术，尤其是在检测和避免方面。”
MAAP是美国联邦航空局指定的七个试验场之一，负责领导支持将无人机整合到国家领空的研究。现在，他们通过针对“端到端”检测和避免系统的真实世界评估，使行业更加接近解决其主要挑战之一的解决方案：一组使无人机不仅能够检测入侵者的组件，但可以自动进行操作。
这些测试是一个名为RAAVIN的为期一年的项目的高潮，这是MAAP和NASA长期合作研究可能发现和避免的解决方案的最新成果。
避免探测技术对航空业如此重要的一个原因是，它可以通过释放无人驾驶飞机摆脱对地面飞行员或附近视觉观察者视力的依赖，从而实现长距离飞行。
联邦法律要求所有飞机都必须有办法查看并避免其他空中交通。为了使无人机安全地共享空域，他们需要能够满足这一要求。但是，尽管有人驾驶飞机的飞行员总是可以从驾驶舱扫描空域，但无人机的飞行员仍然无法确保空域在无人机飞过可以对其周围环境进行可视化扫描的那一刻之后就可以清除空域。
这就是为什么FAA的商用无人机法规规定，无人机必须位于其操作员的视线范围内。
如果操作员可以证明他们提出的特定操作可以安全地进行，则可以免除视线要求。但是，为了使无人机发挥其经济潜力，这些较长的飞行将需要进行常规飞行，而不是逐案批准，而无需获得个人批准。直到研究人员想出一种或多种技术，这些技术可以复制飞行员眼睛扫描天空的能力，这种情况才会发生。
领先的竞争者是光学传感器，声学传感器和雷达。但是感应只是难题的三分之一：系统还必须能够检测不安全状况并采取适当的回避策略。
MAAP的首席工程师John Coggin表示：“我们现在已经达到了检测，警报和避免碎片这三个组成部分足够成熟的程度，可以组装它们并从测试中获得良好的结果。”负责RAAVIN项目。
为了使一个有前途的系统步入正轨，研究团队为多旋翼无人机配备了最新的Echodyne雷达和称为ICAROUS的NASA避免探测软件系统。
在布莱克斯堡附近的一个农村测试设施中，该团队在无人机和“入侵者”飞机之间进行了一系列潜在的遇见情景，这是美国国家航空航天局(NASA)运营的另一架无人机，以及自由大学的飞行员驾驶的塞斯纳(Cessna)，入侵者似乎是在一条可能使它离无人机太近的路径上。
如果雷达和导航算法能够成功地协同工作，那么无人机将可以进行机动，以保留曲棍球形状的缓冲区，从而定义飞机与其他飞机之间的安全距离。
柯金回忆说：“这是我们第一次真正允许它进行自主操作，这让我感到非常兴奋。” “ NASA ICAROUS软件命令进行轻柔的机动，以远离有人驾驶的飞机，而无人机则表现出应有的状态。”
他说：“这是我在测试现场经历的最激动人心的时刻之一，目睹了自主系统取代了飞行员在感觉和避免时所做的工作。”
NASA兰利研究中心航空系统工程分支的助理分支主管，该项目的主要研究人员Lou Glaab补充说：“ RAAVIN是MAAP和NASA之间的巨大合作，并在自主意义上极大地改变了现有技术水平并避免使用具有可用于将来开发和测试的结果的技术。”
当团队随后处理数据时，测量每个入侵者与无人机之间的最接近点，并将雷达报告的入侵者所在位置的坐标与自己的GPS记录进行比较，这证明了测试的成功。
领导该项目动手工作的MAAP工程师Andrew Kriz说：“很难确切地说明它的工作状况。” “当我们随后开始提取数据并对其进行动画处理时，我们可以看到有两架飞机驶上飞机，而当雷达看到交通时，它执行了一个很好的逐渐向右转弯并躲开了。 这行得通。”
该测试还揭示了在复杂的现实环境中使用时，避免检测和避免技术遇到的一些挑战，以及进一步开展工作的机会，例如，提高集成系统识别和拒绝虚假目标的能力 。
Kriz，Coggin和MAAP团队将继续与NASA一起应对这些挑战，优化雷达和算法的能力和可靠性，以更接近于实际的检测和避免解决方案。