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美国宇航局研究人员现场测试新技术以帮助无人机飞行员灭火

2022-07-21 10:26:03 来源:
摘要:由艾姆斯研究中心领导的美国宇航局STEReO(应急响应行动的可扩展交通管理)项目开发了一个无人机飞行员套件原型,旨在帮助扩大无人机系统(UAS)在灾害响应应用中的使用。3月,NASA的STEReO团队对美国林务局的成员进行了使用UASP套件的培训,然后观察了消防员在美国南部国家森林中进行规定的烧伤。
 
   

    由艾姆斯研究中心领导的美国宇航局 STEReO(应急响应行动的可扩展交通管理)项目开发了一个无人机飞行员套件原型,旨在帮助扩大无人机系统 (UAS) 在灾害响应应用中的使用。该原型技术旨在通过通知无人机飞行员任何载人飞机的位置来提高他们对其他飞机的认识。该 UAS 飞行员套件或 UASP 套件使飞行员更容易执行安全的火灾响应操作。
 
    NASA 的 STEReO 团队对美国林务局的成员进行了使用 UASP 套件的培训,然后观察了消防员在美国南部国家森林中进行规定的烧伤。规定的燃烧导致意外火灾燃烧的可用植被减少。这些现场测试持续了两周,美国宇航局的研究人员在真实世界环境中使用 UASP 套件后,从火灾响应专业人员那里收集了有用的数据。

    使用无人机灭火并不是一个新概念。2019 年,无人机是减少巴黎圣母院发生火灾造成的损失的重要组成部分。消防员使用两架配备摄像头的 DJI 无人机来最有效地引导他们的消防水带。
 
    NASA 的另一项 UASP 套件现场测试于今年 5 月在加利福尼亚州雷丁进行。NASA 研究人员参加了由加州林业和消防局 (CAL FIRE) 领导的空中消防培训课程。CAL FIRE 拥有世界上最大的消防机队之一虽然受训人员学会了指挥众多飞机在模拟火灾中运行,但 STEReO 团队测试了 UASP 套件的一些新功能。 
 
    研究心理学家乔伊默瑟是美国宇航局 STEReO 项目的首席研究员,他与Avionics International就今年春天进行的现场测试进行了交谈。美世具有人为因素背景,对无人机操作员的决策过程有着浓厚的兴趣。他解释说,这些现场测试的目的是探索 NASA 开发的能力可以为消防员提供的优势。“没有意图使某些东西自动化,或取代人类的角色,”他说。“这些都是世界灭火专家。”
 
    Mercer 指出,UASP 套件的作用是在本地获取信息,以提高 UAS 操作员的意识。他说,执行 UAS 任务的飞行员“明白,他们是承担视线和回避负担的人”,而不是大型飞机的飞行员有责任避开任何小型无人机。
 
   

    无人机飞行员或机组人员可以使用手动方法来检测在 UAS 附近运行的其他飞机。例如,视觉观察者可以定位在多个位置。他们还可以包括一名额外的机组人员,负责注意任何其他飞机并提醒操作员。“UASP 套件旨在补充他们的程序,”默瑟说。他说,他们仍然可以以同样的方式执行所有流程,“但现在我们有了这个额外的数字视觉观察者,他基本上可以拍拍我们的肩膀。这个概念就是我们所说的技术增强的态势感知。”
 
    美世为 UAS 运营商描述了一种解决方案,其中从通过无线电信号广播其位置的飞机收集的信息被转换到类似地图的显示器上。操作员可以与该显示器进行交互,以定义他们的 UAS 任务的操作区域。 
 
    “我们可以更进一步,设置警报环,”他说,例如:“如果有东西比 X 更近,请向我发出哔哔声,或者如果它比 Y 更近,请向我发出两声哔哔声。” 这消除了飞行机组成员完全负责监控其他飞机的需要。他补充说:“这种工作流程是对这种主动“看和回避”的补充。
 
    一个挑战是,为检测其他飞机位置的天线供电的技术依赖于视线,例如,无法看到山脊线后面的东西。Mercer 解释说,天线可以拾取的“视野”存在一些盲点,但这一挑战是可以克服的。“我们已经在努力建立卫星节点——这些天线的次要节点,”他说。他们可以在山脊顶部留下一个天线,该天线与 UASP 套件上的天线通信,以提高能见度。
 
 

    STEReO 团队的主要重点是改进技术能力,以确保安全并使操作员在使用 UASP 套件时能够做更多事情。其中四个套件目前正用于实际的火灾管理;Mercer 指出,CAL FIRE 正在使用其中一种 UASP 套件。从用户那里收集的所有反馈都将用于改进 UASP 套件的未来迭代,例如通过界面简化操作员的工作流程,或者实现更有效的决策。
 
    UAS 服务提供商Precision运营用于绘制野火地图和紧急响应任务的飞机,最近一次是为美国林务局和新墨西哥州和亚利桑那州的内政部提供支持。他们的团队可以在 48 小时内部署 UAS,并且不仅限于仅在白天或能见度高的时候执行操作。

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