美国宇航局技术

无人机是为我们提供的 - 这是一件好事。虽然无人驾驶,远程控制或编程飞行并不是新的,但它变得越来越复杂。新的自治飞行器具有令人难以置信的潜力,可以改变我们的旅行方式,以及我们如何运送我们的东西,以及我们如何跟踪我们的基础架构。但首先,我们需要一个系统来安全地跟踪所有新的飞行车辆,美国宇航局在开发它方面发挥着重要作用。

沙漠山脉上方的小寄生虫苍蝇
通过NASA的无人机系统交通管理(UTM)项目在内华达州Reno Reno附近才能靠近Reno(UTM)项目,该项目旨在开发技术和系统,以确保无人机将无人机融入空域。在测试中,五个无人机同时交叉不同的海拔道路,而一些无人机飞过他们的运营商的网站线。

“我们从事空中交通管理研究已经超过35年了,”美国宇航局无人飞机系统交通管理(UTM)项目首席研究员Parimal Kopardekar说。“我们如何帮助新进入者,提高可扩展性,提高现有业务的效率?”

但他表示,无人机交通改变了游戏规则。今天,美国每天有近5万架飞机在使用。他预测,每天的无人机飞行将达到数百万次。

科帕德卡尔在艾姆斯研究中心(Ames Research Center)外管理UTM,他强调说:“目前的系统将无法跟上。”“我们需要一种新的方式来实现这一点:如何以一种不同的方式管理无人机,同时又不让空中交通系统超载。”

今天,大多数空中交通管理都是人为操作。虽然机场周围的航班可以通过雷达和越来越多的GPS来跟踪,但人类空中交通管制人员必须积极地监控和指导飞机,以避免碰撞。

但是通过几个数量级增加了飞机的数量,人类运营商将很快被淹没。KordPardekar对一个高度自动化系统的愿景,可以与现有的空中交通系统一起使用,以使空域能够为每个人提供安全。

NASA于2014年开始与UTM系统的联邦航空管理局(FAA)合作。根据这一模式,Kopardekar描述为“分享和关怀”环境而不是“清关”方法,运营商分享他们的轨迹和飞行计划其他,和车载算法和传感器有助于确保所有飞机都安全地避免彼此。

技术转让

然而,Kopardekar不想在美国宇航局在内部开发这个系统。

“我们开创了一个全新的生态系统,”他说。“我们把它开放给任何想做这项工作的人。这是真正的竞争,因此你会获得更多创新。”

美国宇航局和联邦航空局的项目与数十家私营公司合作。该项目还为第三方开发人员建立了一套标准和要求,这意味着正在开发的创新工具将与现有FAA空中交通管理系统协同工作。

一位合作伙伴是Santa Monica,加利福尼亚州的Airmap Inc.,今天销售公司的Cofounder和Ben Marcus主席,呼吁“世界上的旱机领先的空域管理平台”。

该公司与美国国家航空航天局以及其他行业合作伙伴合作,开发了AirMap UTM平台,他说,该平台每天可以让超过10万架无人机飞行,包括商业和业余爱好者。

虽然该公司独立于NASA项目成立,但Marcus表示,美国宇航局的影响渗透了公司的大部分。“在很多方面,我们正在执行NASA在商业领域的UTM的愿景,”他说。

除了创建标准,允许不同的团队一起工作和集成他们的系统,马库斯指出,NASA协调操作飞行测试和数据收集,并作为一个接口与FAA,以帮助监管机构了解无人机飞行的潜力和如何管理他们。

好处

马库斯说,最初的产品是一张简单的地图,告诉无人机操作员他们在哪里不能飞行。今天,这张简单的地图在许多方面得到了增强。现在,随着自由AirMap应用为移动设备,用户可以看到现场查看周围的领空,警告附近的飞机飞行时,飞行计划草案和提交给联邦航空局(得到通知,如果他们的实际飞行偏离计划)。

Airspace经理可能会看到的屏幕截图,绘制了空域和其他指标的车辆
UTM项目中的一个合作伙伴是AirMap Inc,其中,通过NASA的支持,开发了由无人机运营商和机场当局使用的空域管理平台提交和批准飞行计划,实时监控空域,并获得有关限制区域的警报。

后者为无人驾驶运营商更简单,对空中交通管制管理人员来说更容易。之前,马库斯解释说,如果在附近,Hobbyist传单会致电机场通知他们,这是美国FAA在机场五英里的飞行时得到的。“但是管理人员没有得到有用的信息,因为他们说,'嘿,我在这里飞过7 - 十一,'和机场真的不知道这意味着什么。”

AirMap UTM系统为机场当局提供软件,以实时可视化和监控无人机操作员的飞行位置。该系统还包括一个通信工具,因此空中交通管理人员可以直接向无人机操作员发送信息,以确保安全。

今天,AirMap UTM在美国提供了500多个机场,由FAA授权为低空授权和通知能力服务供应商,因此无人驾驶运营商可以获得授权访问受控空域的飞行。

AirMap软件也被一些最大的无人机制造商集成到无人机中。这使得AirMap可以提供地理围栏,自动阻止无人机在被禁止的空域飞行,如果操作者选择进入,还可以直接操纵无人机。此外,马库斯表示,任何制造无人机的人都可以集成AirMap飞行控制器,该控制器可以通过无人机代码开源平台免费获得。

他说,AirMap的客户一般分为两类。首先是空域管理者,他指的是世界各地的国家航空导航服务提供商,包括瑞士的skyguide和捷克共和国的航空导航服务。他们使用AirMap来监控低空飞行,并批准机场附近的飞行计划。

第二类包括无人机制造商和操作者,以及为他们制作应用程序的人。例如,瑞士的Matternet公司正在使用AirMap提供一项服务,将血液样本从医院空运到实验室进行检测。Matternet目前正在北卡罗来纳州测试同样的能力,作为交通部批准的探索无人机先进应用案例的试点项目的一部分。

目前的美国法律要求飞行超出运营商的视线范围需要特别许可,但这个试点项目正在测试允许常规飞行的法规和技术。AirMap是全国10个试点集团中的6个的无人交通管理平台。这些团队正在进行灾难恢复、搜索和救援、农业、检查、包裹递送等工作。

同样,飓风哈维和厄玛过后,AirMap的空中交通管理仪表盘帮助事故管理人员协调佛罗里达州和德克萨斯州的载人和无人飞行,帮助评估损失、检查桥梁和监测洪水。

Kopardekar说,这些飞行以及无人驾驶送货和空中出租车将变得越来越普遍。“我们看到了一个可能的未来。尚未确定如何确定,但我们的研究将设定基础以使这些操作能够。“

马库斯表示,美国宇航局的领导力帮助加快了这一未来。“我们非常兴奋,因为城市空袭,”他补充道,“,渴望在未来几年继续与美国宇航局合作。”