Использование дронов как в коммерческих, так и в частных целях неуклонно растет. Поэтому для обеспечения безопасной интеграции беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в воздушное пространство Германии необходимо обозначить бесполетные зоны. Целью исследовательского проекта fAIRport, успешно завершенного в конце 2023 года, было автоматическое распознавание и идентификация таких зон. Он получил финансирование в размере 1 205 000 евро от Федерального министерства цифровых технологий и транспорта Германии в рамках инновационной инициативы mFUND. Эксперты немецкого поставщика аэронавигационных услуг (DFS Deutsche Flugsicherung GmbH), wetransform GmbH и Fraunhofer IGD совместно разработали решение, широко использующее искусственный интеллект. Созданная в результате платформа геоданных для местных органов власти, основанная на открытых стандартах, теперь управляется компанией wetransform, дочерней компанией Fraunhofer IGD.
Дроны могут использоваться в самых разных целях – при мониторинге труднодоступных или опасных мест, в логистике и в поисково-спасательных операциях. Однако беспилотные летательные аппараты (БПЛА), как их технически называют дронами, которые занимаются такой деятельностью, должны быть интегрированы в и без того густонаселенное воздушное пространство Германии. Эта ответственность входит в компетенцию DFS, которая определяет бесполетные зоны для дронов и делает эту информацию общедоступной — непростая задача, учитывая широкий спектр ограничений, которые делают необходимыми бесполетные зоны для дронов.
Искусственные нейронные сети для быстрого обнаружения. Чтобы автоматически идентифицировать такие бесполетные зоны, Институт исследований компьютерной графики Фраунгофера IGD разработал множество объектно-ориентированных искусственных нейронных сетей (ИНС). Эти методы машинного обучения, вдохновленные структурой и функционированием человеческого мозга, могут надежно идентифицировать ветряные турбины, мачты воздушных линий электропередач или вертолетные площадки на аэрофотоснимках, предоставленных федеральными землями Германии. Исследователь Fraunhofer IGD Маттиас Валь: «Таким образом, мы можем быстро определить бесполетные зоны для дронов по всей Германии и интегрировать их в систему. Если бы этот процесс выполнялся вручную, это заняло бы очень много времени». Такая работа особенно важна, поскольку такие объекты, как ветряные турбины, постоянно добавляются или удаляются из ландшафта.
Поскольку дроны в основном летают на малых высотах, их безопасная работа требует гораздо более точной информации о земле, над которой они летают, чем в случае пилотируемого воздушного движения. Харди Полевка, руководитель отдела управления геоданными в DFS: «Чем лучше ситуация с данными в районе, тем точнее можно отобразить бесполетные зоны. Это также гарантирует юридическое соблюдение раздела 21 Немецкого авиационного регламента. Благодаря дополнительной информации из проекта fAIRport мы значительно расширяем наши данные по пилотируемой и беспилотной авиации и, таким образом, добиваемся решающего прогресса в безопасной и справедливой интеграции дронов в воздушное пространство Германии».
Платформа Geodata представляет собой базу данных о полетах дронов.
Муниципалитеты и другие органы власти являются еще одним важным источником информации о бесполетных зонах для БПЛА. В ходе проекта была разработана и предоставлена платформа геоданных для регистрации и проверки этой информации. Местные власти могут использовать платформу для постоянного обновления геоданных, связанных с полетами, и, таким образом, предоставлять базу данных для полетов дронов. Власти также могут легко добавлять данные и информацию, которая может привести к созданию временных бесполетных зон, например, когда должны состояться динамичные события, такие как рынки или концерты. После того, как информация о бесполетных зонах будет передана в систему управления беспилотным движением (UTM) дочерней компании DFS Droniq, пилоты БПЛА смогут гарантировать, что они летают только в разрешенном воздушном пространстве, даже если у них нет визуального контакта со своим дроном.
Технологии, разработанные в fAIRport, могут быть применены на всей территории Германии и тем самым внесут решающий вклад в расширение коммерческого использования дронов в стране.