Kiến thức

Những thách thức của UAV hòan toàn tự động

20/05/2021 GeoLink Thu Giang 0 Nhận xét

(English below)

Càng ngày, các máy bay không người lái (UAV) đang thực hiện các nhiệm vụ với sự can thiệp tối thiểu của con người, sử dụng học sâu và nhiều loại dữ liệu điều hướng và cảm biến để xác định vị trí bay. Khi các UAV trở nên tự chủ hơn, chúng ta có thể hình dung một thế giới mà có lẽ hầu hết các UAV sẽ không cần sự hướng dẫn hay hỗ trợ từ những nỗ lực của con người.

Câu hỏi lớn đặt ra cho ngành công nghiệp UAV và nghiên cứu đâu sẽ là những thách thức và nhu cầu đối với UAV tự hành phát triển trong những năm tới.

Những thách thức của UAV hoàn toàn tự hành
Hầu hết các giao hàng UAV tự hành hiện nay đang diễn ra ở những khu vực thông thoáng hoặc có thể giao các mặt hàng mà không cần độ chính xác cao. Tất nhiên, ngay cả khi những thách thức được vượt qua, sẽ có thách thức về văn hóa, đó là công chúng rộng rãi chấp nhận rằng nhiều UAV bay xung quanh mà hầu như không có sự giám sát của con người. Chúng ta có thể ở Cấp độ 3 hoặc đôi khi là Cấp độ 4, nhưng đạt được Cấp độ 5 cũng sẽ là một thách thức văn hóa đối với việc giao vật phẩm và vận chuyển. Đây có thể là một trong những lý do chính tại sao chúng ta sẽ không nhìn thấy hành khách là con người trên UAV trong một thời gian.

Đối với các UAV tự động hoàn toàn, một chìa khóa kỹ thuật có thể là khiến nhiều loại cảm biến hoạt động cùng nhau. Ví dụ: hầu hết các UAV có thể cần phải có Phát hiện và Rạng sáng (Lidar), cảm biến nhiệt và camera quang học cùng nhau để hỗ trợ điều hướng trong nhiều môi trường, cả ngày lẫn đêm. Ví dụ, Lidar sẽ hoạt động tốt trong điều kiện nhiều mây. 
Một sự phát triển khác có thể cần mọi thứ từ tiêu chuẩn hóa đến quản lý tốt hơn là quản lý lưu lượng UAV (UTM), sẽ hoạt động như một cách để giám sát và xác định vị trí của tất cả các UAV trong một khu vực đang bay. Đây sẽ là một vấn đề ngày càng gia tăng khi các UAV được sử dụng cho nhiều nhiệm vụ hơn. Một cách để giải quyết vấn đề này là gắn các đơn vị GPS chính xác hơn cho UAV, nhưng các vấn đề có thể phát sinh nếu thông tin chứng minh không đủ độ chính xác hoặc dữ liệu vị trí bị gián đoạn ở các khu vực đô thị đặc biệt dày đặc.

Các nhà sản xuất chủ yếu hạn chế việc sử dụng các UAV tự hành hơn ở những khu vực ít đô thị hơn, một phần do vấn đề không dễ nhận dạng và xác định các UAV khác. Thách thức sẽ là không chỉ có các UAV có thể tự bay mà dữ liệu vị trí từ các UAV khác cần được truyền ở định dạng tiêu chuẩn với dữ liệu sau đó được truyền tới các UAV khác để có thể đưa ra các quyết định phù hợp. Nếu chúng ta muốn đạt được quyền tự chủ Cấp độ 5, thì việc chia sẻ dữ liệu giữa các UAV cũng như với UTM điều khiển mặt đất sẽ là cần thiết. 

Chúng tôi đang chứng kiến ​​khả năng tự chủ của UAV lớn hơn đang diễn ra và chắc chắn đó là xu hướng kể từ khi các kỹ thuật học sâu đã được cải thiện trong những năm gần đây. Tuy nhiên, có rất nhiều thách thức trước khi chúng ta thấy quyền tự chủ Cấp độ 5, có lẽ tương tự như xe điện, nhưng có thêm thách thức những thứ dành riêng cho việc đi máy bay.

Ví dụ, sự thay đổi thời tiết khắc nghiệt có nhiều khả năng ảnh hưởng đến khả năng bay của UAV, do các phương tiện này cần phải nhẹ theo định nghĩa. Ngoài ra, có thể có những thách thức về văn hóa. Chúng ta có thể thấy các UAV tự động hoàn toàn trong một số môi trường, nhưng có thể phải mất một thời gian trước khi điều này trở thành tiêu chuẩn.

-----

Challenges of Fully Autonomous UAVs

 

Increasingly, unmanned aerial vehicles (UAVs) are performing tasks with minimal human intervention, using deep learning and a variety of navigation and sensor data to determine where to fly. As UAVs become more autonomous, we can envision a world where perhaps most UAVs will need no instruction or assistance from human efforts.

The big question for the UAV industry and research will be where will the challenges and needs for autonomous UAVs develop in the coming years. 

Most current autonomous UAV deliveries are happening in areas that are open or items can be delivered without the need for high precision. Of course, even if the challenges are overcome, there will be the cultural challenge, which is the wider public accepting that many UAVs are flying around with almost no human supervision. We might stay in Level 3 or sometimes Level 4, but attaining Level 5 will also be a cultural challenge for delivery of items and for transport. This could be one main reason why we will not see human passengers on UAVs for some time.


For fully autonomous UAVs, one technical key might be getting multiple types of sensors to work together. For instance, most UAVs may need to have Light Detection and Ranging (Lidar), thermal sensors, and optical cameras together to aid navigation in multiple environments, day and night. Lidar, for instance, would work well in cloudy conditions.[2] 
Another development that may need everything from standardization to better management is UAV traffic management (UTM), which would act as a way to monitor and determine where all UAVs in an area  are flying. This will be an increasing problem as UAVs are used for more tasks. One way to get around this problem is to have more precise GPS units attached for UAVs, but problems may arise if information proves insufficient for accuracy or location data are disrupted in particularly dense urban regions.

Manufacturers are mainly restricting the use of more autonomous UAVs to less urban region in part due to the issue of not easily being able to identify and determine other UAVs. The challenge will be to not only have UAVs that can fly themselves but location data from other UAVs needs to be transmitted in a standard format with the data then broadcasted to other UAVs so appropriate decisions can be made. If we are to reach Level 5 autonomy, data sharing between UAVs as well as with ground control UTM will be needed.[3]

We are seeing greater UAV autonomy happening, and certainly that has been the trend ever since deep learning techniques have improved in recent years. However, there are a variety of challenges before we see Level 5 autonomy, similar perhaps to electric vehicles, but there are additional challenges that are specific to flying.

For instance, drastic weather change is more likely to affect UAVs flight capabilities, given these vehicles need to be light by definition. Additionally, there could be cultural challenges. We might see fully autonomous UAVs in some environments, but it might be some time before this becomes the norm. 

Geolink tổng hợp từ GISlounge

popup

Số lượng:

Tổng tiền: