El CEO de Vigilant Aerospace Systems, Kraettli Epperson, participó en una presentación de AUVSI sobre "Mejora de las operaciones con sensores y otros instrumentos". Nos complace compartir el video de la presentación y una transcripción completa a continuación. Comuníquese con Vigilant Aerospace para obtener más información sobre cómo podemos mejorar sus operaciones de vuelo con sensores, seguimiento del tráfico aéreo y advertencias automáticas.

Mejora de las operaciones con sensores y otros instrumentos

Ver el vídeo: [Contenido incrustado] Aspectos destacados de la presentación del Sr. Epperson: Revisaré bastante rápido algunas de estas diapositivas para que podamos llegar a algunas preguntas. Mi agenda es centrarme en los tipos de problemas que usamos sensores para resolver en Vigilant Aerospace. Somos una empresa que desarrolla sistemas de seguridad para aeronaves no tripuladas. Ese es nuestro enfoque. Creamos tecnología que se basa en un par de patentes de la NASA con licencia que Ricardo [Arteaga], que trabaja en NASA Armstrong, fue el inventor. Nos encanta trabajar con la NASA. Vamos a hablar sobre la importancia de los sensores y la seguridad para las operaciones de aeronaves no tripuladas. Vamos a hablar específicamente sobre una función llamada detectar y evitar y por qué los sensores son fundamentales para eso y por qué es fundamental para La industria. Y vamos a hablar sobre la integración de aeronaves no tripuladas en el espacio aéreo nacional de EE. UU., que es un tema muy interesante en este momento. Permítanme hablar sobre los componentes que suelen tener los sistemas de detección y evasión y hablar sobre algunos ejemplos que incluyen nuestros productos particulares. Hablaremos sobre algunos proyectos recientes que hemos realizado para desarrollar nuestro sistema de detectar y evitar y para utilizar y probar una variedad de sensores. Luego hablaremos sobre algunas tendencias futuras con este tipo de sensores. Para empezar, es importante entender el problema que estamos tratando de resolver con sensores. En este momento, la industria de aviones no tripulados de todos los tamaños está realmente enfocada en poder volar lo que se llama más allá de la línea de visión visual [BVLOS]. En general, las reglas, particularmente para aeronaves comerciales no tripuladas más pequeñas y realmente para todas las aeronaves no tripuladas, requieren muchos sistemas y mitigación o no permiten el vuelo de la aeronave más allá de la línea de visión del piloto. Este es un verdadero cuello de botella en el desarrollo de la industria y de empresas como la nuestra. La FAA y muchos fabricantes y desarrolladores de la industria están trabajando para superar esto y tener sistemas de seguridad que le permitan volar más allá de la línea visual. Se requiere que las aeronaves no tripuladas permanezcan bien alejadas de otras aeronaves en todo momento. Aunque no haya un piloto a bordo, debe poder usar sensores para detectar otras aeronaves y mantenerse alejado. Esto normalmente se llama detectar y evitar. Entonces, los sistemas DAA son los tipos de sistemas que le permiten hacer esto. Está particularmente preocupado por detectar lo que se denomina aeronaves no cooperativas. Son aviones que suelen ser más pequeños y no tienen transpondedor. Hay una cierta cantidad de aviones en los EE. UU. en todo momento y en todo el mundo que no están obligados a llevar un transpondedor y es posible que no. Por lo tanto, es importante que su avión no tripulado use sensores para evitarlos. Además, la detección y evitación a bordo le permite realizar vuelos de muy largo alcance en lugar de estar limitado a un área particular donde podría tener un sensor en tierra, por ejemplo. Por lo tanto, hay diferentes tipos de sensores y diferentes operaciones, estos sistemas, debido a que son críticos para la seguridad, deben ser confiables y bien probados. Son realmente críticos no solo para la seguridad, sino también para el avance de toda la industria en este momento. Entonces, ¿cómo usamos los sensores? En particular, los que voy a hablar hoy son la integración directa de los sistemas de radar en un sistema de detección y evitación. Los usamos para detectar aeronaves no cooperativas. Nuestro sistema se basa en un software que calcula las trayectorias de las aeronaves y luego detecta un posible conflicto utilizando los datos del sensor y lo ayuda a evitarlo. Es importante que estos sensores proporcionen suficiente aviso para poder calcular y realizar la maniobra de evitación. Entonces, cuando evaluamos los sensores, eso es muy, muy crítico. Estas son algunas fotos de algunos de los trabajos de desarrollo que se realizaron en esta tecnología, particularmente algunas de las pruebas de trabajo en la NASA. Por lo tanto, los componentes típicos del sistema DAA incluyen sensores, por lo que un radar generalmente está a bordo o en tierra. A veces incluyen un sistema EO/IR. Por lo tanto, a veces se utilizan cámaras y sistemas acústicos, especialmente para dirigir otros sensores a un área que debe observarse de cerca porque podría haber tráfico aéreo. Luego, ocasionalmente se utilizan otros sensores como lidars. Estos sistemas generalmente involucran una pantalla, por lo que los factores humanos se vuelven importantes en la forma en que comunica la información al piloto remoto. Los procesos autónomos también están emergiendo como muy importantes. Esta es un área en la que trabajamos mucho y nuestro sistema proporciona un proceso autónomo para evitar la votación. Le mostraré algunas capturas de pantalla que le darán una pequeña idea de cómo funciona, pero eso involucra algoritmos y, cada vez más, inteligencia artificial y aprendizaje automático para ayudarlo con ese proceso. Luego, puede tener acceso a otras fuentes de datos que no son de sensores, como datos meteorológicos, que las agencias federales están detectando en otros lugares, por ejemplo. Para brindarle información que también es importante para la seguridad de su vuelo. Así que esta es un poco de información sobre nuestro sistema. No la cubriré en gran profundidad aquí, pero solo mencionaré que usa esta información para detectar, rastrear y evitar conflictos con otras aeronaves. [FlightHorizon] proporciona una visualización 2D o 3D del espacio aéreo y el tráfico aéreo, y fusiona datos de múltiples sensores. Eso es muy importante porque tienes tu propia aeronave en el aire, tendrás una variedad de otras aeronaves que estarás detectando tal vez de un par de maneras diferentes. Entonces, ser capaz de eliminar los conflictos en su pantalla y su modelo de espacio aéreo para que pueda comprender qué es dónde y qué se aproxima es muy, muy importante. Aquí hay un diagrama de cómo funciona esto. El elemento importante de esta charla es, por supuesto, el sensor en el medio aquí. En el lado izquierdo tienes tu avión no tripulado. A la derecha, tiene un avión que puede estar ingresando a su espacio aéreo: un avión tripulado. Lo detectará con uno de estos sensores, por lo que un radar, por ejemplo, si tiene un transpondedor, podría detectarlo de esa manera. Toda esa información va en el cuadro naranja en el centro y se usa para crear un modelo del tráfico aéreo, para que sepa lo que está pasando y pueda mantener el conocimiento de la situación. Luego, recibe comandos específicos si necesitas realizar una maniobra de evasión. Aquí hay una imagen [abajo] para ayudarlo a comprender un poco lo que está haciendo el sistema. Entonces, en este caso, en el medio de este avión blanco tienes tu propio barco, tu propio avión no tripulado. En el lado derecho en el centro verás que hay un pequeño avión azul detectado. Ese es un avión que está entrando en su espacio aéreo y presenta un conflicto potencial. El software ha utilizado los sensores para detectar eso, calcular el conflicto, calcular una maniobra de evasión y luego te dice que evites eso. Como puede ver, estos sensores son absolutamente críticos para que el software pueda realizar esta función y le permitan tener un vuelo seguro y evitar conflictos con el resto del tráfico aéreo. Tenemos tres versiones de esto. Si estás interesado en esto, puedes contactarme después. Tenemos una versión terrestre llamada FlightHorizon COMMANDER. Eso está destinado a la gestión del espacio aéreo. Tenemos nuestra versión FlightHorizon PRO, que se ejecutaría en una computadora portátil o una tableta para uso de campo en tierra. Y luego tenemos la versión FlightHorizon PILOT, que es nuestra versión a bordo. Puede ver una imagen de él aquí volando con un radar debajo en un pequeño hexacóptero que se está utilizando para algunas pruebas. Entonces, ¿cuáles son algunas consideraciones en el uso y selección de estos sensores? Lo primero, obviamente, es que estos sensores deben poder detectar aeronaves pequeñas tripuladas. Esa es la mayor parte del tráfico que le preocupa cuando vuela un avión no tripulado. La mayoría de los aviones más grandes tendrán un transpondedor, especialmente cuando vuele a altitudes más altas. Si tiene un avión no tripulado más grande, posiblemente podrá utilizar el control del tráfico aéreo, pero en áreas donde no puede hacerlo, es absolutamente crítico que tenga sensores para poder detectar el tráfico aéreo. Debe tener suficiente alcance para detectar la aeronave que debe evitar lo suficientemente lejos como para poder realizar y maniobrar el intercambio, como lo llamamos. Es un factor muy importante del sensor. Este es el tamaño, el peso y los requisitos de potencia, para que pueda caber en la aeronave o, de lo contrario, colocarse donde necesite que se coloque fácilmente. Necesita poder filtrar el desorden para que detecte aeronaves y pueda diferenciar objetivos que no son aeronaves. Esto es extremadamente importante. Pasamos mucho tiempo asegurándonos de que podemos hacer eso con los sensores que usamos. Entonces las condiciones de operación son muy importantes. Verás algunas de las fotos a las que voy. mostrarle algunas de las pruebas y operaciones que hacemos en ambientes muy fríos. Entonces, [las condiciones de operación son] muy importantes. El clima, así que los problemas básicos de idoneidad del sensor y la temperatura y la humedad, otras cosas por el estilo. Precio unitario versus valor de la misión. Somos muy conscientes de esto. Debe poder utilizar sensores que sean adecuados para el valor de los tipos de operaciones comerciales o de otro tipo que está realizando. Siempre estamos trabajando en la asequibilidad y tratando de desarrollar sistemas que sean adecuados para la operación en particular. Luego el camino de la integración. Entonces, cómo el software habla con el sensor y el sensor habla con el software es muy importante en nuestro proceso. Cuando probamos los sensores, observamos dos cosas. Estamos analizando el rendimiento básico del sensor. Tiene el rango? ¿Tiene la resolución para poder realizar la función que necesitamos que realice? Luego, lo usaremos en pruebas de encuentro específicas en el campo donde tendremos múltiples aeronaves tripuladas o no tripuladas que se encuentran con la aeronave no tripulada para probar y demostrar que el sistema puede hacer lo que debe hacer. Veremos sensores basados ​​en tierra o a bordo. Dependiendo de lo que estemos haciendo, el radar deberá poder filtrar el desorden. Esta es realmente una función de software. Entonces rechaza pistas falsas que es muy importante. Cuando hacemos esta prueba, realmente estamos estableciendo ese rendimiento de referencia para poder hacer esto. Estas son algunas fotos de algunas pruebas de vuelo recientes que hemos realizado con una variedad de sensores. Voy a pasar a la siguiente diapositiva aquí, donde tenemos algunas etiquetas. Este fue un proyecto que se llevó a cabo con el apoyo de la FAA y se hizo con la Universidad de Alaska Fairbanks y el Centro de Alaska para la Integración de Sistemas de Aeronaves No Tripuladas [ACUASI]. Este fue un proyecto del que puede leer sobre él en nuestro blog en el que estamos probando una variedad de sensores. Aquí tenemos el pequeño radar que mostré en algunas diapositivas anteriores. Este es un radar EchoGuard de Echodyne. Tenemos un GA-9120, que es un radar más grande y de largo alcance que también estamos probando. Estamos capturando datos y haciendo muchas observaciones con estos radares en el software. Te mostraré otro par de proyectos que hemos hecho aquí. Esta es otra imagen del radar y el sistema de detección y evasión volando a bordo, por lo que aquí tiene una sola computadora de a bordo que tiene nuestro software en ejecución. Está aceptando datos del radar. También tiene un receptor de transpondedor. Tiene conexión directa a la telemetría incluyendo el GPS y otra información de la aeronave. La IMU, por lo que la unidad de medición inercial que está integrada en el radar, por ejemplo, está alimentando directamente el software para que sepa hacia dónde apunta el radar, lo cual es muy importante cuando estás volando. Estamos muy entusiasmados con este sistema. Por lo general, estos son los tipos de aviones contra los que volamos y probamos para asegurarnos de que podamos detectarlos. Aeronaves GA pequeñas, como pequeños helicópteros que a menudo se usan en el campo a estas altitudes. Esta es una imagen de un conjunto de pruebas de vuelo que hicimos con la Universidad Estatal de Oklahoma y el Instituto de Investigación de Sistemas No Tripulados allí. Esto es muy interesante. Pudimos volar estos dos pequeños drones cerca uno del otro para hacer algunas pruebas muy interesantes. Puede ver algunas capturas de pantalla aquí del radar y otros sistemas que rastrean tanto el avión propio como el intruso, como lo llamamos (el otro avión), y el sistema proporciona algunas maniobras específicas que deben llevarse a cabo para realizar la evasión. Este es un proyecto muy interesante y estamos trabajando en forma continua con OSU y otros. Este fue un trabajo para probar el alcance de lo que se llama el radar GA-9120, que es un radar más grande aquí. Este es un radar que es bueno para pequeños parques aéreos, por ejemplo. Es portátil. Puedes ponerlo en esa caja y lo llevamos donde lo necesitemos. Solo señalaré un par de cosas en esta imagen [abajo]. Esto es similar a los sistemas que he mostrado en las imágenes anteriores. Aquí tenemos un dron de entrega de suministros médicos de la Universidad Estatal de Oklahoma que se utilizó en algunas pruebas. Hicimos un seguimiento con ese avión con nuestro sistema. Nuestro sistema está realmente diseñado para permitir estos vuelos de largo alcance y ahí es donde realmente se dirige la industria. Por lo tanto, tener la oportunidad de trabajar con estos aviones emergentes realmente prácticos es importante para nosotros. Sólo otra diapositiva aquí. Hay algunas tendencias y sensores interesantes que tienen un gran impacto en los aviones no tripulados y, en particular, en detectar y evitar, que está realmente en la cúspide de la industria en este momento. Actualmente trabajo en el Comité de Reglamentación de Aviación de la FAA, que está redactando reglas para drones más allá de la línea de visión visual en los EE. UU. Hay un movimiento en este momento en las regulaciones en los EE. UU., lo cual es muy emocionante. Estamos muy contentos de poder contribuir a ese esfuerzo. Hay tendencias emergentes con nuevos radares más pequeños, más ligeros y la detección de mayor alcance siempre es importante. Lo observamos de cerca. Los sensores, en nuestro caso, se utilizan como parte de un sistema de seguridad multisensor y multicapa. Hay una cierta cantidad de seguridad procesal y luego está la seguridad estratégica: adónde va a volar, cuándo va a volar y coordinar esos esfuerzos. Luego, en última instancia, los sensores se utilizan para la seguridad táctica, de modo que pueda detectar aeronaves que de otro modo no podría saber que están allí. Están surgiendo mejores algoritmos para la predicción de trayectorias. En particular, el aprendizaje automático está surgiendo como una forma de filtrar y clasificar objetivos para que pueda identificar mejor si está mirando un pájaro o si está mirando algo que no debe clasificar como un avión y no es necesario. preocuparse necesariamente. Esa es una gran área de desarrollo. Luego, el radar de ondas milimétricas en un chip es algo que estamos observando de cerca. Hay radares emergentes más pequeños que se basan en algunas tecnologías 5G que se superponen con otras tecnologías milimétricas emergentes. Creemos que eso será muy útil para la industria. Luego, como mencioné, hay nuevos estándares técnicos. En mi biografía se mencionó que trabajo en varios grupos de redacción de estándares técnicos. Luego están las regulaciones de la FAA que realmente están impulsando a la industria hacia adelante. Ahí está mi información de contacto. Muchas gracias de nuevo por la oportunidad de hablar. Estamos encantados de responder a cualquier pregunta y de saber de usted para responder preguntas adicionales sobre cualquier cosa que haya presentado. Gracias. Para ver este seminario web y otros contenidos de seminarios web a pedido de AUVSI, visite: Mejora de las operaciones con sensores y otros instrumentos | Asociación Internacional de Sistemas de Vehículos No Tripulados (auvsi.org)  

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• Fuente: https://vigilantaerospace.com/highlights-from-our-auvsi-webinar-presentation-on-enhancing-operations-with-sensors-and-other-instruments/