Risk-Aware Trajectory Planning and Optical Image Recognition Assisted Landing System for Fixed-Wing UAVs

Poskytovatel: Technologická agentura ČR (TA ČR) - Program podpory aplikovaného výzkumu, experimentálního vývoje a inovací DELTA 2 - TM03000046

Doba řešení: 01/2022 – 12/2024

Web projektu: https://starfos.tacr.cz/en/projekty/TM03000046

Popis:

Provider: Technology Agency of the Czech Republic (TA ČR) - DELTA 2 Applied Research and Experimental Development Support Program - TM03000046

Duration: 01/2022 – 12/2024

Project Webpage: https://starfos.tacr.cz/en/projekty/TM03000046

Description:

Další komerční rozvoj v oblasti bezpilotních prostředků (UAV) vyžadoval řešení problémů spojených s bezpečností provozu, zejména v letové fázi, spolu s minimalizací rizika pro ostatní letový provoz a osoby a majetek na zemi. Bylo třeba zvýšit automatizaci provozu a tím snížit kognitivní zatížení operátora s cílem řídit současně více UAV a snížit tak provozní náklady. Projekt si kladl za cíl (i) vyvinout obecné postupy pro plánování trajektorií se zohledněním rizika a uvažování neočekávaných situací, (ii) snížit riziko plynoucí ze vzniku neočekávaných situací využitím automatických rozhodovacích mechanismů, (iii) automatizovat identifikaci vhodných přistávacích ploch při plánování misí a (iv) vyvinout řídicí systém pro bezpečné automatické přistání s využitím metod rozpoznávání obrazu.

Further commercial deployment of small UAS required addressing operational safety to ensure safe flight execution and minimize risks to other air traffic, people, and property on the ground. Additionally, deployment demanded increased automation to reduce operator workload, allowing for simultaneous control of multiple aircraft and lowering operating costs. The project aimed to (i) develop a general policy for risk-aware trajectory planning that considered off-nominal situations, (ii) reduce risks induced by such situations through automated decision-making mechanisms, (iii) automate landing site detection during mission planning, and (iv) develop a controller capable of reliable autonomous landing.

Společnost AgentFly Technologies v projektu zajišťovala návrh a vývoj simulačního frameworku, který umožňoval modelování letové dynamiky a provozu UAV s ohledem na rizika a nestandardní situace. V rámci projektu dále vyvíjela algoritmy pro plánování letových trajektorií a reakce na nouzové stavy, které byly integrovány s přistávacími systémy vyvinutými zahraničními partnery. AgentFly také odpovídala za integraci všech softwarových komponent a za finální validaci systému, včetně testování v reálném i simulovaném prostředí. Cílem bylo zvýšení míry automatizace provozu UAV a snížení kognitivní zátěže operátora.

AgentFly Technologies was responsible for designing and developing the simulation framework for modeling flight dynamics and UAV operations, including risk assessment and off-nominal scenarios. Within the project, the company developed algorithms for flight trajectory planning and emergency response, which were integrated with landing systems developed by international partners. AgentFly also ensured the integration of all software components and led the final validation of the system, including testing in both real and simulated environments. The goal was to enhance UAV operational automation and reduce the cognitive workload on operators