無人機(jī)對我們所有人都來了-那是一件好事。盡管無人駕駛，遠(yuǎn)程控制或程序化飛行并不新鮮，但它變得越來越復(fù)雜。新的自動飛行器具有巨大的潛力，可以改變我們的旅行方式，運(yùn)輸方式以及跟蹤基礎(chǔ)設(shè)施的方式。但是首先，我們需要一個系統(tǒng)來安全地跟蹤所有新的飛行器，而美國國家航空航天局(NASA)在開發(fā)它方面發(fā)揮著重要作用。
“我們從事空中交通管理研究超過35年，” NASA無人機(jī)系統(tǒng)交通管理(UTM)項目的首席研究員Parimal Kopardekar說。“我們?nèi)绾螁⒂眯逻M(jìn)入者，提高可擴(kuò)展性，提高當(dāng)前運(yùn)營效率?”
他說，但是無人機(jī)交通改變了游戲規(guī)則。如今，全美每天有近50,000架飛機(jī)在運(yùn)營。他預(yù)測，每天的無人機(jī)飛行將達(dá)到數(shù)百萬。
Kopsdekar強(qiáng)調(diào)說：“當(dāng)前的系統(tǒng)將無法跟上這一步，”從Ames研究中心運(yùn)營UTM的Kopardekar強(qiáng)調(diào)說。“我們需要一種實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的新方法：如何以不同的方式管理無人機(jī)而又不會使空中交通系統(tǒng)超載。”
如今，大多數(shù)空中交通管理都是人為操作。在機(jī)場附近使用雷達(dá)(越來越多的GPS)跟蹤航班時，空中交通管制員必須主動監(jiān)視并指揮飛機(jī)以避免碰撞。
但是，將飛機(jī)的數(shù)量增加幾個數(shù)量級，這些人工操作人員很快就會不知所措。Kordpardekar設(shè)想了一個高度自動化的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以與現(xiàn)有的空中交通系統(tǒng)并駕齊驅(qū)，以確保所有人的領(lǐng)空安全。
NASA于2014年開始與美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)合作開發(fā)UTM系統(tǒng)。在這種模式下，科帕爾德卡將其描述為“共享和關(guān)懷”的環(huán)境，而不是“通關(guān)”的方法，運(yùn)營商與每個人共享其軌跡和飛行計劃其他，機(jī)載??算法和傳感器有助于確保所有飛機(jī)安全地避開對方。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓
但是，Kopardekar不想在NASA內(nèi)部開發(fā)此系統(tǒng)。
他說：“我們打開了一個全新的生態(tài)系統(tǒng)。”“我們?yōu)槿魏蜗胍鲞@項工作的人打開了它。那是真正的競爭，因此，您可以獲得更多的創(chuàng)新。”
NASA和FAA項目與數(shù)十家私營公司合作。該項目還為第三方開發(fā)商建立了一套標(biāo)準(zhǔn)和要求，這意味著正在開發(fā)的創(chuàng)新性新工具將與現(xiàn)有的FAA空中交通管理系統(tǒng)一起使用。
一個合作伙伴是位于加利福尼亞州圣塔莫尼卡的AirMap Inc.，該公司今天出售該公司的聯(lián)合創(chuàng)始人兼董事長Ben Marcus稱之為“全球領(lǐng)先的無人機(jī)空域管理平臺”。
該公司與NASA以及其他行業(yè)合作伙伴合作，開發(fā)了AirMap UTM平臺，他說該平臺每天可實(shí)現(xiàn)超過100,000架商用和業(yè)余無人機(jī)飛行。
盡管該公司獨(dú)立于NASA的項目而成立，但Marcus說NASA的影響力滲透到了公司的大部分工作中。他說：“在很多方面，我們正在執(zhí)行NASA在商業(yè)領(lǐng)域?qū)TM的愿景。”
除了創(chuàng)建允許不同小組一起工作并集成其系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)外，Marcus還指出，NASA協(xié)調(diào)了飛行測試和數(shù)據(jù)收集，并與FAA進(jìn)行了接??口，以幫助監(jiān)管機(jī)構(gòu)了解無人機(jī)飛行的潛力以及如何管理他們。
好處
馬庫斯說，最初的產(chǎn)品是一張簡單的地圖，向無人機(jī)操作員顯示他們在哪里飛行以及不允許飛行。今天，該簡單地圖已通過多種方式得到了增強(qiáng)。現(xiàn)在，借助免費(fèi)的用于移動設(shè)備的AirMap應(yīng)用，用戶可以查看周圍空域的實(shí)時視圖，并在附近有其他飛機(jī)飛行時獲得警報，還可以草擬飛行計劃并將其提交給FAA(他們的實(shí)際飛行偏離了計劃)。
后者使無人機(jī)操作員的后勤工作變得更簡單，而空中交通管制經(jīng)理的工作就大大容易了。Marcus解釋說，以前，業(yè)余愛好者的傳單會打電話給機(jī)場，以告知他們是否在附近，這是FAA要求的，只要在距機(jī)場五英里的范圍內(nèi)飛行。“但是經(jīng)理們沒有從電話中得到有用的信息，因?yàn)樗麄儠f，'嘿，我正乘7-11飛機(jī)飛過這里，'而機(jī)場并不真正知道那是什么意思。”
AirMap UTM系統(tǒng)為機(jī)場當(dāng)局提供了實(shí)時可視化和監(jiān)控?zé)o人機(jī)操作員飛行地點(diǎn)的軟件。該系統(tǒng)還包括一個通訊工具，因此空中交通管制經(jīng)理可以將消息直接發(fā)送給無人機(jī)操作員以確保安全。
如今，AirMap UTM支持美國500多個機(jī)場，并已獲得美國聯(lián)邦航空局(FAA)的授權(quán)，是低空授權(quán)和通知功能服務(wù)的供應(yīng)商，因此無人機(jī)操作員可以獲得在管制空域飛行的授權(quán)通道。
一些最大的無人機(jī)制造商也已將AirMap軟件集成到車輛中。這樣一來，AirMap就可以提供地理圍欄功能，從而自動阻止無人機(jī)在禁止的領(lǐng)空內(nèi)飛行，并在操作員選擇的情況下直接引導(dǎo)無人機(jī)。此外，Marcus說，任何制造無人機(jī)的人都可以集成AirMap飛行控制器，可通過Dronecode開源平臺免費(fèi)獲得。
他說，AirMap的客戶通常分為兩類。首先是空域管理人員，他指的是世界各國的空中航行服務(wù)提供者，包括瑞士的天空指南和捷克共和國的空中航行服務(wù)。他們使用AirMap監(jiān)視低空飛行交通并批準(zhǔn)機(jī)場附近的飛行計劃。
第二類包括無人機(jī)制造商和運(yùn)營商，以及為他們制造應(yīng)用程序的人。例如，瑞士的Matternet公司正在使用AirMap啟用一項服務(wù)，該服務(wù)將血液樣本從醫(yī)院運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測試。作為交通部批準(zhǔn)的試點(diǎn)計劃的一部分，Matternet現(xiàn)在正在北卡羅來納州測試相同的功能，以探索無人駕駛飛機(jī)的高級用例。
美國現(xiàn)行法律要求獲得特別許可才能飛越運(yùn)營商的視線，但該試點(diǎn)計劃正在測試法規(guī)和技術(shù)，以使其能夠例行進(jìn)行此類飛行。AirMap是全國10個試點(diǎn)小組中的6個的無人交通管理平臺。這些團(tuán)隊致力于災(zāi)難恢復(fù)，搜索和救援，農(nóng)業(yè)，檢查，包裹遞送等等。
同樣，在哈維和艾爾瑪颶風(fēng)襲擊后，AirMap的空中交通管理儀表板幫助事件經(jīng)理協(xié)調(diào)了佛羅里達(dá)州和德克薩斯州的載人和無人飛行，以幫助評估損害，檢查橋梁和監(jiān)控洪水。
Kopardekar說，這類航班以及無人機(jī)交付和空中出租車將變得越來越普遍。“我們看到了可能的未來。目前尚待確定，但我們的研究將為實(shí)現(xiàn)這些操作奠定基礎(chǔ)。”
馬庫斯說，美國宇航局的領(lǐng)導(dǎo)層幫助加快了這一未來。他補(bǔ)充說：“我們對城市空中交通的發(fā)展感到非常興奮，并渴望在未來幾年繼續(xù)與美國宇航局的合作。”
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