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机载感知避障,让无人机超视距飞行(BVLOS)渐成现实

2020-03-30 10:58 性质:编译 作者:雨歌 来源:无人机网
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随着全球无人机应用的发展,无人机行业正在等待着一个超越视觉视线的飞行规则(BVLOS), BLVOS飞行是商业无人机市场增长的一个重要概念。允许无人机飞出操作者可...

随着全球无人机应用的发展,无人机行业正在等待着一个超越视觉视线的飞行规则(BVLOS), BLVOS飞行是商业无人机市场增长的一个重要概念。允许无人机飞出操作者可视范围的规定,将使铁路或电力线检查等远程应用变得实用、快速、廉价。真正的BVLOS飞行意味着,当一个无人机操作员停留在一个地方时,可以对整个太阳能发电厂进行检查,或者整个检查过程可以自动化,并可能进行远程操作。

BVLOS是无人机行业一直在等待的东西。2017年1月,时任美国联邦航空管理局(FAA)局长的迈克尔•韦尔塔(Michael Huerta)告诉观众,BVLOS航班上的规定是他今年的主要目标之一。然而,规则迟迟才出现。DRONELIFE采访了Iris Automation公司的首席执行官Alex Harmsen,谈到了Iris的机载感知和避障技术,以及与监管机构建立信任。

到目前为止,美国联邦航空局已经发布了BVLOS豁免——但它们通常是无法扩展到视线之外的操作。一些BVLOS放弃要求在整个飞行路线上安装地面雷达,另一些则要求在飞行路线上安装“菊花链”视觉观察员。有些表示操作人员操作的“扩展”范围,而没有实现真正的远程操作的潜力。

然而,需要多个视觉观察员沿路线或地面雷达系统的豁免,实际上并不有助于评估潜在的操作,例如长线远距离线性基础设施检查、或可扩展的包裹递送。测试场景是关于与联邦航空局建立信任;但是就真正的商业应用程序而言,哈姆斯说,“它们没有意义……它们没有解决使这些应用程序更有效的根本问题。”“这是该行业的一个真正的限制,”哈姆斯说:“无人机没有像人们预期的那样在行业中’爆发’的主要原因是这个问题还没有得到解决。”

机载感知和避障

如果你没有一个人一直在观察天空,或者在飞行路线上安装一个地面系统来识别鸟类、其他空中交通工具:你如何确保无人机能够避开移动到它们的路径上的障碍?答案是,哈德森说,是一个机载探测和躲避系统。这是一种计算机视觉系统,可以让无人系统“看到”自己的方向,自动调整飞行路线,避免途中发生冲突。因为它不需要永久性的基础设施或额外的人员,“我们认为这是解决这个问题的唯一可扩展的方法,”Harmsen说。

“我们现在正在研究的系统,大约花了4年半的时间来建立和获得政策的批准,”Harmsen说。“这非常困难,需要大量的前期投资。哈姆斯解释说,在视线范围内飞行的无人机和小型有人驾驶飞机的操作方式类似。“某些机场周围有空中交通管制,但大部分空域是G级或E级空域——我们相信飞机能飞到他们想去的任何地方,因为我们相信飞行员能看到并避开任何其他交通。”

探测、跟踪和识别

“这和我们的系统做的事情完全一样,”哈姆斯解释道。“我们一次观察500个可能的物体,并对它们进行分类识别。探测、跟踪和分类——系统捕捉到潜在的冲突是什么样子的,它是如何移动的,然后确定一个分类:“我们遇到鸟类的可能性比其他飞机大得多,”哈姆斯说。“然后我们做轨迹规划,采取规避动作——所有这些都在几毫秒内发生。”

Iris Automation公司的CASIA系统不仅速度快,而且还利用了计算机能力小型化方面的优势——该系统可放在手中。此外,哈姆斯说,它可在几个小时内安装完毕。CASIA是为重量在10-55磅之间的商用无人机设计的,它是使BVLOS能够在广泛的商业应用中飞行的理想选择。“我们在铁路、公用事业和管道检查方面取得了很大进展,这些都是远距离的线性基础设施,”哈姆斯说。他说:“现在他们用直升机或者卡车进行检查,但是效率非常低。我们也进行大面积调查,以及从包裹递送人员那里获得了很多意见——当涉及到包裹递送时,除非你能乘座BVLOS,否则这是没有意义的,”哈姆斯说。

目前,Iris Automation公司正在与堪萨斯运输部合作,获得联邦航空管理局的BVLOS豁免:该公司希望在未来几个月内批准更多目前正在进行中的豁免。Iris还参与开发BVLOS飞行的ASTM标准的开发。这些都是制定BVLOS飞行标准的必要步骤。“我们已经看到类似的场景在其他操作中发挥作用,”Harmsen说。“可能会有一些初步的BVLOS批准,可以树立一个先例;然后有一个来自行业的标准;然后是一个正式规则制定。”

高效、廉价的BVLOS飞行将改变整个行业的游戏规则——哈德森说现在这是可能的。他说:“还有其他方法可以达到BVLOS,但它们的规模太小了。”“在飞机上安装一个系统是一个巨大的进步。”

“这是我们为整个行业掀起浪潮的时候——很多人都在等待这一刻。”

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