Ulepszenie przetwarzania obrazu dla systemów lądowania samolotów
Podejście do lądowania i lądowanie to krytyczne i trudne fazy lotu. Według raportu IATA na temat bezpieczeństwa w 2022 roku, 43 % wypadków śmiertelnych w komercyjnym lotnictwie w latach 2012-2022 miało miejsce właśnie na tych etapach. Lądowania zazwyczaj odbywają się w gęstej przestrzeni powietrznej, w różnych warunkach pogodowych oraz w pobliżu terenu i przeszkód. Ponieważ mają miejsce pod koniec lotu, a często także dnia pracy, zmęczenie pilota jest również wysokie, co zwiększa ryzyko popełnienia błędu. „Zmęczenie w połączeniu z dużym obciążeniem pracą to śmiertelna mieszanka, która może prowadzić do sekwencji zdarzeń skutkujących ostatecznie wypadkiem”, mówi Heikki Deschacht, ekspert ds. programów z zakresu innowacji i elektroniki w firmie ScioTeq(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i koordynator projektu IMBALS(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Automatyzacja jest ogólnie uważana za środek łagodzący to ryzyko, ale obecna technologia zautomatyzowanego lądowania ogranicza się do infrastruktury naziemnej, której brakuje na wielu lotniskach. Systemy lądowania oparte na obrazach są obiecującym rozwiązaniem technologicznym, które może pomóc pilotom podczas tych faz lotów, zwiększając automatyzację podejścia i lądowania oraz zmniejszając narażenie na błędy ludzkie, bez zależności od kosztownej infrastruktury naziemnej. W ramach finansowanego przez UE projektu IMBALS naukowcy opracowali, zatwierdzili i zweryfikowali nowy system przetwarzania obrazu, aby pomóc samolotom w automatycznym lądowaniu.
Wykrywanie drogi startowej
Platforma przetwarzania obrazu IMBALS (ang. Image Processing Platform, IPP) przetwarza obrazy dostarczane przez system kamer pokładowych, eliminując potrzebę stosowania naziemnych przyrządów do precyzyjnego naprowadzania podczas lądowania i innego wsparcia. Platforma analizuje obrazy z kamery zamontowanej na dziobie samolotu, rozpoznaje drogę startową, a następnie szacuje położenie samolotu względem niej. Dane wyjściowe położenia z platformy są przekazywane do wyświetlaczy w kokpicie, informując załogę, gdzie faktycznie znajduje się samolot. Systemy samolotu wykorzystują również dane wyjściowe dotyczące położenia pochodzące z IPP do autonomicznego lotu samolotem podczas podejścia i lądowania.
Postęp dzięki projektowi
Konsorcjum IMBALS współpracowało z Airbusem, aby zrozumieć wymagania dotyczące funkcji lądowania opartej na obrazie dla dużych samolotów pasażerskich nowej generacji, przed opracowaniem planu walidacji i weryfikacji technologii. Badacze przetestowali koncepcję i algorytmy systemu lądowania opartego na obrazie na certyfikowanym systemie wbudowanym przy użyciu symulatorów lotu i wcześniej nagranego prawdziwego wideo.
Potwierdzanie słuszności koncepcji i przyszłe możliwości badań
Badacze z powodzeniem potwierdzili potencjał technologii IMBALS. „Wyposażona w odpowiednie czujniki kamery i dane systemowe platforma IPP jest w stanie oszacować pozycję kamery względem drogi startowej z wystarczającą dokładnością, aby umożliwić automatyzację podejścia i lądowania”, dodaje Deschacht. Przy dobrej pogodzie IPP wykrywa drogę startową z odległości prawie 6 km i generuje dokładne dane o pozycji dla ostatnich 3 km podejścia. Walidacja przeprowadzona przez Airbusa wykazała, że autopilot może korzystać ze wskazówek dostarczanych przez IPP, co umożliwi automatyczne lądowanie. Wyniki IMBALS dowiodły również, że przetwarzanie obrazu współgra z rzeczywistymi obrazami z kamer. „To już są wielkie osiągnięcia, które motywują nas do kontynuowania badań nad tą technologią”, zauważa Deschacht. Firma ScioTeq, koordynator projektu IMBALS, ukierunkowuje swoje dalsze prace badawczo-rozwojowe na stworzenie certyfikowanego otwartego systemu awioniki z możliwościami przetwarzania obrazu. „Ten otwarty system umożliwi naszym klientom opracowywanie i przechowywanie różnych aplikacji do przetwarzania obrazu, nie ograniczając korzyści płynących z przetwarzania obrazu wyłącznie do lądowania opartego na obrazie”, przekonuje Deschacht.
