Mejora del procesamiento de imágenes para sistemas de aterrizaje de aviones
La aproximación y el aterrizaje son fases críticas y difíciles del vuelo. Según el informe de seguridad de 2022 de la Asociación de Transporte Aéreo Internacional , el 43 % de los accidentes mortales en aviación comercial entre 2012 y 2022 se produjeron durante estas fases. Los aterrizajes suelen efectuarse en espacios aéreos densos, bajo condiciones meteorológicas diversas y cerca de relieves y obstáculos. Para los pilotos, conforme se acerca el final del vuelo y, a menudo, de la jornada laboral, la fatiga está en su máximo nivel, lo que incrementa la posibilidad de que se produzcan errores humanos. «La fatiga combinada con una elevada carga de trabajo es un cóctel letal que puede conducir a una secuencia de acontecimientos que finalmente desemboquen en un accidente», comenta Heikki Deschacht, experto en electrónica y programas de innovación en ScioTeq y coordinador del proyecto IMBALS. La automatización suele considerarse una forma de mitigar este riesgo, pero el estado actual de la técnica en aterrizaje automatizado depende de una infraestructura terrestre de la que carecen muchos aeropuertos. Los sistemas de aterrizaje basados en imágenes son un avance tecnológico prometedor que podría ayudar a los pilotos durante la aproximación y el aterrizaje, al incrementar la automatización estas fases del vuelo y reducir la exposición a errores humanos, sin depender de una costosa infraestructura terrestre. En el proyecto IMBALS, financiado con fondos europeos, los investigadores crearon, validaron y verificaron un nuevo sistema de procesamiento de imágenes para ayudar a los aviones a aterrizar de forma automatizada.
Detección de la pista
La plataforma de procesamiento de imágenes (IPP, por sus siglas en inglés) de IMBALS procesa las imágenes suministradas por un sistema de cámaras a bordo, de forma que se elimina la necesidad de ayudas de aterrizaje con instrumental de precisión en tierra y de otro tipo. La IPP analiza las imágenes de una cámara montada en el morro del avión, reconoce la pista y, a continuación, estima la posición relativa del avión respecto a ella. La posición que obtiene la IPP se envía a las pantallas de la cabina, que indican a la tripulación de vuelo dónde se encuentra realmente el avión. Los sistemas del avión también utilizan el resultado de la posición que obtiene la IPP para pilotar de forma autónoma el avión durante la aproximación y el aterrizaje.
Progresos a lo largo del proyecto
El consorcio de IMBALS trabajó con Airbus para comprender los requisitos de una función de aterrizaje basada en imágenes para la próxima generación de grandes aviones de pasajeros, antes de elaborar el plan de validación y verificación de la tecnología. Probaron el concepto y los algoritmos de un sistema de aterrizaje basado en imágenes en un sistema integrado certificable utilizando simuladores de vuelo y vídeos reales pregrabados.
Prueba de concepto y futuras oportunidades de investigación
En el proyecto IMBALS se demostró satisfactoriamente el potencial de la tecnología. «Con las propiedades dadas del sensor de la cámara y los datos del sistema, la IPP es capaz de estimar la posición de la cámara respecto a la pista con un rendimiento suficiente para automatizar la aproximación y el aterrizaje», añade Deschacht. Con tiempo despejado, la IPP detecta la pista a casi 6 km de distancia y produce datos de posición precisos en los últimos 3 km de la aproximación. La validación realizada por Airbus demostró que el piloto automático puede utilizar las orientaciones que le proporciona la IPP, lo que permite el aterrizaje automatizado. Los resultados de IMBALS también demostraron que el procesamiento de imágenes funciona bien con imágenes de cámara reales. «Estos son ya grandes logros que nos motivan a proseguir las investigaciones para esta tecnología», señala Deschacht. ScioTeq, empresa coordinadora del proyecto IMBALS, está orientando sus actividades de seguimiento de investigación y desarrollo hacia la creación de un sistema de aviónica abierto certificable con capacidades de procesamiento de imágenes. «Este sistema abierto permitirá que nuestros clientes desarrollen y alojen diversas aplicaciones de procesamiento de imágenes, con lo que no se limitará el beneficio del procesamiento de imágenes únicamente al aterrizaje basado en imágenes», concluye Deschacht.
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