4D trajektória tervezés "Látni és Elkerülni" rendszer teszteléséhez

A pilóta nélküli repülőgépek (UAV-k) körében elterjedő egyszerű és viszonylag könnyedén

megvalósítható gyártási módszerek megjelenésével szembetűnő ugrás vehető észre ezen modellek

népszerűségében. Ezzel megszámlálhatatlan típusú UAV és MAV (Micro Aerial Vehicle) vált elérhetővé

egy igen széles közönség számára. A hobbi szintű repülés mellett a kereskedelmi célú repülések is

terjednek – például mezőgazdasági ültetvények felmérése – melyek gyakran robotpilóta irányításával

zajlanak, többnyire emberi ellenőrzés nélkül.

A nagy számbeli növekedés hatására új és összetett veszélyforrások felbukkanása figyelhető

meg, hiszen a legtöbb kereskedelmi forgalomban beszerezhető MAV nem rendelkezik semmiféle

biztonsági rendszerrel. Ezáltal minden ilyen légi eszköz potenciális veszélyforrásként jelenik meg az égen,

minden más repülő szerkezettel szemben, legyen az hasonló UAV vagy akár ember által vezetett

repülőgép.

A légi járművek és a repülés biztonságának érdekében Látni és Elkerülni (Sense & Avoid, röviden

S&A) rendszerek fejlesztése és tesztelése folyik szerte a világban. A Magyar Tudományos Akadémia

Számítástechnikai és Automatizálási Kutató Intézetében is folyik jelenleg egy projekt, melynek célja egy

hatékony, könnyen alkalmazható és kisméretű kamera-rendszer kifejlesztése, amely képes felderíteni

azon légi eszközöket, amelyek repülési pályájuk alapján veszélyforrást jelenthetnek számunkra.

Amennyiben a képfeldolgozó algoritmus adatai alapján fennáll az ütközés veszélye, a kamerával

felszerelt UAV elkerülő manővert hajt végre a baleset megelőzése végett.

A valós repülési körülmények között való teszteléshez rendelkezésre állt egy, a kamera rendszer

számára platformot biztosító repülőgép illetve egy „behatoló”-t (intruder) reprezentáló UAV. A

tesztekhez szükség volt egy olyan trajektória megtervezésére, amelyen ha a robotpilótákkal végig

repülünk, a végén egy adott ütközési pontban, azonos időben fognak találkozni a repülőgépek. Az én

feladatom ennek a pályának a megtervezése volt, azaz biztosítanom kellett, hogy pár kezdeti paraméter

mellett a repülőgépek adott pontban, azonos időben találkozzanak. Ez azért volt fontos, mert modellező

pilóták által irányított repülőgépekkel nem lehetséges a megfelelő pontosságú pályakövetés és

időtartás, valamint a kézi irányítással történő felszállás után nem biztosított a kiindulási pontok pontos

elérése. Ennek köszönhetően elkerülhetetlen a robotpilótával való repülés. A kihívást az jelentette, hogy

a tervezés során a lehető legpontosabban figyelembe kellett venni a külső behatásokat, hiszen amíg

szimulációban könnyedén meg lehet oldani az időtartást, a valóságban több zavarást is ki kell

kompenzálni, melyek egyébként pontatlanná tennék a tesztelést. Ezen felül a robotpilóta, valamint a

pályakövetés hangolását is el kellett végeznem a minél pontosabb eredmény érdekében.

A dolgozatban bemutatásra kerülnek a trajektória megtervezésének lépései, valamint az, hogy

miként kell a repülőgépeket irányítani ahhoz, hogy a teszt elvégzéséhez szükséges paramétereknek

megfeleljen a repülés, akár szeles időjárásban is. Végezetül kitérek arra, hogy a módszer akár

implementálható egyszerű útvonalrepülés során, melynél szükséges az útvonalpont időre való elérése.

szerző

Dr. Bauer Péter
tudományos munkatárs, Közlekedés- és Járműirányítási Tanszék

I. helyezett