Маленькі літаки, літаючі безпілотники, ІТ та мрія

Привіт.

Я не активний користувач Хабра. Я впевнений, що це все. Я читаю це щодня, але я не вважаю себе досвідченим, щоб висловити свою думку. Я не хочу, щоб заробити.

Але у мене є мрія і хобі.

Я колишня пілота. Колишня парашутна стрибка. Це сталося.

Все добре пішов, я перенапружився і став хорошим економістом, але мрія збереглася, так само як розуміння того, що небо може сильно покарати навіть незначні правопорушення. Згодом я мав ідею зробити додаток для пілотів, основну мету і ідею якого є зменшення ризику нещасних випадків і допомогти пілоту в ситуаціях екстремального часу. Багато розробки можуть бути корисними для тих, хто займається програмним забезпеченням для літальних безпілотників.

Попередньо безпечний рейс складається з декількох компонентів.

1,1 км Знання теорії польоту та безпеки польоту. Безпека польоту в основному залежить від наземного навчання і розуміння «фізики обробки», тобто мінімального базового рівня теорії. Для простого рейсу не потрібно отримувати спеціалізовану освіту. Але для вивчення базових принципів, інструкцій та досвіду інших пілотів.

Уві сні я хотів би реалізувати:

1. Збірник RLE (ручна робота з підсвічуванням) на різних типах повітряних активів (аеркрафт);
2,2 км Теоретичні основи польоту в секціях - аеродинаміка, теорія проектування літаків, метеорологія, законодавство в авіації та ін.;
3. У Система онлайн-тестів для самооцінки теоретичної підготовки.

Це необхідно для того, щоб будь-який пілот або оператор УАВ самостійно вивчити необхідну мінімальну теорію та самостійно контролювати себе.

Я спробував різні варіанти дистанційного навчання і що-небудь, що може дати нові знання - курси, онлайн семінари, вебінари, форуми, статті і т.д. У авіаційному середовищі відстань та самостійне навчання є одним з компонентів безпечного польоту. Якщо пілот не постійно оновлює свої знання, то багато речей забуті, замінені «досвідченими» колегами. Небезпечне явище. Таким чином, у великих АК, проводяться різні тести, іспити та заняття для підтримки належного рівня знань та навичок.

У малих авіаціях це питання відносно слабко підтримується, оскільки відсутня централізована система управління навичками та поширення інформації. Цей проміжок можна змінити за допомогою запропонованої реалізації.

Для вирішення проблеми підготовки малих пілотів літаків є досить успішні готові рішення, які можна оптимізувати.
Для безпілотних операторів:1,1 км Все, що має відповідати вимогам законодавства РФ. Закон не несе відповідальності за використання повітряного простору. Таким чином, запуск навіть радіоконтрольованої іграшки без належної правової підготовки може перетворюватися в дуже серйозні проблеми. 11 березня 2010 р. No 138 «Про затвердження Федеральних правил використання повітряного простору РФ» (з змінами та доповненнями).

2,2 км Авіакосмічний простір поділяється на «світні зони» з різними рівнями дозволу, відповідальності та підпорядкування. Ви не можете знати, що ви запускаєте дрон в обмеженій зоні. Але це не позбавляє Вас від відповідальності, а затримання прецинкту на скаргу нерозсуджених сусідів може призвести до конфіскації літака і вражаючого штрафу. У моїй пам'яті максимум штрафу за короткий рейс, вказавши в суді близько 200 тис. рублів.

Тут можна побачити межі зон.

3. У Дуже часто дрони використовують ротор або гвинти для польоту. І так само, як правило, ці безпілотники розміщені на самому початку рейсів недосвідченими операторами. Щоб уникнути цього, читайте про принципи польоту великих вертольотів.

Тут можна знайти різні документи на різні вертольоти та ручні матеріали для них.

Особливу увагу приділяють різним «світловим режимам» вертольотів з точки зору вертикальної та горизонтальної швидкості вертольота в залежності від висоти. Порівняти обмеження реальних вертольотів до розміру вашого безпілотника, і отримати грубу ідею обмежень вашого безпілотника. При розробці алгоритмів слід враховувати ці обмеження і ймовірність аварійного збою безпілотника в планету значно зменшиться.

Хабра також мав статтю про створення коптерного тренажера, який описує цікавий (хоча, ІМГО, не зовсім коректний) підхід до підготовки до реальних рейсів. Цей підхід, разом з теорією, дозволить досить якісний підхід до навичок успішного пілотування.


Другий суттєвий крок у безпечному польоті - підготовка до вильоту. Основна помилка полягає в тому, що короткий рейс вимагає менше часу для підготовки. Це неправильно! Одноразова поїздка в коробку (багато аеродрому, що триває близько 10 хвилин) вимагає майже однакової підготовки, оскільки тривалий рейс. Я дуже хочу кинути і просто літати, бо це «за п'ять хвилин». Під час нічного skydiving ви можете зв'язатися з нами, щоб заряджати ліхтарик, тому що він спалює, нехай dimly. І краще не знати, як він закінчується і скільки місяців потрібно витрачати на відновлення. Час, що зберігається під час підготовки рейсу, становить сотні, тисячі разів менше часу, щоб виправити помилку. Якщо помилки можна виправити.

Що хочу уві сні:

1,1 км Автоматизована система збору та аналізу первинної інформації, необхідної під час польоту.
2,2 км Можливість обміну даними між учасниками рейсу протягом часу, умов, маршруту польоту.
3. У Можливість уточнювати зацікавлених сторін (коледжі, менеджери тощо) про відхилення в запланованих даних та реальних моментах.

Сонячний або безпілотний оператор зможе скоротити час і зусилля, щоб підготуватися до польоту. Використання алгоритмів програмного забезпечення для оцінки інформації про польоти дозволить пілоту заздалегідь попередити можливі несприятливі умови під час польоту, а також надати рекомендації щодо можливих рішень. Це поліпшить безпеку польоту.

Для безпілотних операторів:1,1 км Планування польоту в разі пілотування безпілотника є дуже важливим елементом. Оскільки, у більшості випадків, безпілотник не має можливості самостійно приймати рішення, на основі незалежної оцінки даних, то найбільш типові моделі поведінки для конкретного випадку вводяться в алгоритми бортового контролера.

Яскравий приклад – алгоритм повернення до точки відправлення при спілкуванні з оператором. Існує також не великий вибір в методах, які використовуються - повернення в прямій лінії, повторення маршруту, що траурований, і, можливо, все. Однак це дуже невелика частка всіх можливих варіантів. Багато з них вже були протестовані в авіації «великий» і можуть використовуватися в розробці програмного забезпечення для літальних безпілотників.

У статті про те, як швидко можна вбити великий коптер, а також побачити, що в сучасних і дорогих коптерах розробники не дуже активно використовують досвід «реальної авіації». Це можна побачити навіть у прикладі інтерфейсу - авіація довго використовується практично рівномірна версія виходу поточної інформації.

1.1. [Стандартний рейс] Загублений контакт. Пряма доставка. Пряма повернення можлива тільки якщо наступні умови зустрінеться на маршруті - безпечна висота по всьому маршруту, немає небезпечних погодних заходів по всьому маршруту, немає зон польоту з обмеженнями або заборонами, немає авіаційного трафіку (ми не забуваємо, що коли зв'язок втрачається, безпілотник повертає себе самостійно і оператор не має можливості помічати інших учасників рейсів про можливу небезпечну тягу, а сам безпілотник не має можливості уникнути зіткнення або сповіщення про маршрут).
1.2. [Стандартний рейс] Загублений контакт. Повернення по маршруту У цьому випадку обмеження швидкості руху на зворотному маршруті необхідно дотримуватися, щоб оператор може мати уявлення про приблизну позицію безпілотника для того, щоб увімкнути інших учасників рейсу.
1.3. [Перманентний або нерегулярний рейс] У "велику авіацію" маршрут розрахований на досить складний спосіб - для багатьох пропульсних літаків маршрут вибирається таким чином, що в кожній точці повітряного маршруту знаходиться на певній відстані до запасного аеродрому в разі аварійної посадки. Все це розраховано на етапі підготовки рейсу, а в разі надзвичайної ситуації екіпаж не витрачає час на пошук інформації, але використовує готові заготовки з даними про найбільш зручний спосіб посадки, способи підходу, зв'язку, умов тощо.
У разі одностороннього літака ситуація більш складна, але вона також працювала заздалегідь - попереднє підбір можливих посадочних майданчиків і передзарахованих параметрів для планування використовуються (оптимальні швидкості, відстань пролітають).
Зрозуміло, що не можна спостерігати всім цим (особливо в Росії), особливо в північних і сибірських областях, але така підготовка необхідна. Більш ніж достатньо пілотів загиближаються щороку, які нехтують підготовкою до аварійних місць і неприпустимо мати 100% впевненість у критичному значенні етапу планування польоту. Коли літак збиває зльоту, у більшості випадків це результат некоректних дій через погану підготовку до вильоту (невірно підібрану платформу або спробу ввімкнути і мережу на єдиному літаку, нехтуючи розрахунокм необхідної швидкості, невідповідності процедури підготовки до вильоту і т.д.).
1.4. Планування маршрутів. Ваш безпілотник є вашим майном, тому якщо він потрапляє в село і викликає пошкодження, ви відшкодуєте його. З іншого боку, якщо дрон падає далеко від населених пунктів або в непрозорих лісах, ви не знайдете його, навіть якщо дрон робить досить безпечну посадку.


Тому планування маршруту є дуже важливою частиною підготовки до рейсу. Можлива оптимізація та автоматизована.

На даний момент можна зробити планування польоту автоматичним або напівавтоматичним, з мінімальною участю пілота або навігатора. Алгоритм працював у великій деталях в «великій авіації» і в даний момент можна побудувати оптимальний маршрут, враховуючи навіть особисті переваги пілота або оператора.

Всім відомо, що погодна підготовка повітряних суден або вертольотів. За попередніми даними, можна добре запускати погодні умови - невеликі пориви вітру в цій частині аеродрому. Минулого року друг мав машину від зльоту через прохідний порив вітру (змітка). Я сам знайшов себе в ситуації, коли погода була в межах нормальних лімітів на виїзді, і на посадці я дійсно хотів би виїхати з літака і доставити, що це не сталося мені.

Тепер можна прогнозувати погоду не тільки біля погодних станцій, але і по всьому маршруту. Використання таких послуг дозволить накладати погодні дані на план польоту (роум) в автоматизованій версії, тим самим підвищуючи надійність підготовки до вильоту. Це саме те, що ви хочете зробити уві сні.

Для безпілотних операторів:Якщо дрон не літає в приміщенні, то атмосфера діє на ньому. Банал? Тим не менш, багато хто навіть не підозрює, що на висоті 50 метрів над землею, погода не на всіх, як і на поверхні. Або це може змінитися протягом декількох хвилин зльоту. У той же час, з майже 100% точністю погода може бути прогнозована протягом наступних 3 годин, і для цього потрібно використовувати спеціальні послуги з інформацією про погоду (TAF / METAR). Попередження, що ви літаєте далеко від аеродрому, є незалежною, тому що вже зараз можна точно отримати прогноз практично будь-якої точки планети.


Сейф по висоті і відстані також є дуже важливим елементом підготовки. В авіації «великий» тривало прораховані безпечні відстані у висоту і горизонті. Наприклад, ліміти на 100 метрів у висоту і 1000 метрів в горизонті мають на увазі, що при відсутності видимості, а також при польоті по приладу відстань до землі або об'єкта не повинно бути менше 100 метрів у висоту і 1000 метрів на відстані. Ці обмеження дозволяють безпечно літати, без ризику зіткнення. Ось статті про предмет.

У невеликому літаку дуже часто немає коштів або дозволів на рейси за допомогою приладу, без видимості землі (навіть, якщо літак оснащений відповідними системами і інструментами, вступ пілота може не дозволити літати в ММУ). Тим не менш, погода іноді змінюється дуже швидко, і пілоти повинні інформацію про безпечні висоти в точці польоту. У своєму досвіді я не зустрівся з пілотами в льотних клубах або бойових підрозділах, які виконували безпечні висоти для кожного польоту. Під час навчання ми звернулися листи з безпечними висотами та іншою навігаційною інформацією. Але більшість пілотів вважають це непотрібним, тому що в 99% випадків запланована висота з величезним запасом перевищує мінімальну безпечну висоту для місцевості.

Земельні ділянки, в яких літак буде знаходитися в безпосередній близькості від землі. Для них карти Єппесена друкуються, з усіма необхідними даними. Ну, у випадку позапланової посадки на несімаліарному аеродромі, вважається, що «нерухливий».

Уві сні я хотів би зробити рельєфну карту для маршруту і можливі запасні аеродроми і сайти. Ускладненій ситуації було ще одним шансом на вигідну посадку. У своєму аероклубі Ан-2 зламали хмари, вони не мали шансу – з цього пагорба приніс двигун і чому тільки два крила. До складу пілотів.

Для безпілотних операторів:Для дрона такі безпечні відстані, звичайно, є зайвими, але для нього повинні бути обмеження - в цьому випадку, коли польоти самостійно, безпілотник не буде впадати в будинок або силову лінію і завжди зможе літати по перешкоді.

Якщо ви хочете бути впевненими, візьміть лист і введіть полігон, в якому ви будете використовувати ваш безпілотник. А поруч з ним, розрахуйте дистанції, що ваш безпілотник повинен повністю зупинитися на горизонті для операційної швидкості. Додайте в «стіни полігону» цю відстань, перемішують на 1,5. До того ж в висоту. Дуже мало місця для безпечного польоту. Я переконаний, що ви будете уникати зіткнень.

Я впевнений, що є опонентами, які будуть говорити про "невідомий тестовий сайт", де відстань або розташування перешкод невідомо. Є два відповіді:

3.1. Це штучна ситуація, в реальній місцевості в 10 з 10 випадків ви знаєте, де ви будете літати і що місцевості. Заказник на безпечну висоту вибирається таким чином, щоб уникнути зіткнення з вільними перешкодами. У зонах і посадкових ділянках висоти «велика авіаційна» і безпечних траєкторій вже давно розраховується і проводиться на спеціальних картах. У всіх інших випадках є попередньо підготовлені доріжки, з системою шарування, що виключає зіткнення з перешкодами.
3.2. Це можливо в конкретних умовах, після чого не безпечні відстані включені в план польоту, але безпечні швидкості, на яких зіткнення з об'єктом не призведе до руйнування безпілотника.

Терміново наступні інструкції або рекомендації Ця точка, очевидно, важлива. Для того щоб не бути необґрунтованими, радимо вам відвідати і читати російськомовний сайт пілота-інструктора однієї з авіакомпаній РФ. Статті про це дуже легко читати, є багато красивих фото і величезна кількість реального досвіду поточного пілота і інструктора, які говорять на основі практичних випадків про важливість навмисного використання інструкцій і посібників.

Що я хотів би реалізувати уві сні – це можливість об’єктивного та суб’єктивного контролю польоту та оцінки. Це, зберігаючи запис параметрів польоту по всій довжині, з можливістю післядипломної оцінки цих даних за допомогою «референційних параметрів», а також можливість оцінити їх іншими учасниками на спеціалізованому сервісі. Це дасть вам можливість працювати над помилками, навіть якщо у вас немає можливості самостійно продемонструвати пілотування пілота-інструктора.

Для безпілотних операторів, така послуга також буде корисною, так як вона дозволить вам отримувати відгуки від вже досвідчених операторів і допомогти краще керувати безпілотним.

Можливість літати перед площиною. Це також важлива майстерність для пілота та безпілотного оператора. Уміння прогнозувати, як розвивається ситуація з часом, щоб зробити свідоме та оптимальне рішення.

Як я хотів би реалізувати це уві сні, щоб оцінити поточні параметри польоту і минуле, щоб отримати параметри розрахунку і заздалегідь повідомити пілота (оператора). Тут можна використовувати різні методи. Здається мені, що найпростіший і найзручніший спосіб буде використовувати теорію Bayes і фільтр Калману для отримання передбачуваних значень, плюс грамотна система показання.

Необхідно врахувати, що величезна кількість помилок у польотах виникають з помилкової корекції поточних параметрів перельоту, не прогнозуючи ситуації заздалегідь.

Використання обчислювальної потужності сучасних комп'ютерів, можна точно розрахувати можливі параметри польоту на найближчому майбутньому від 3 до 30 секунд. Розраховуючи параметри для 30-другого вертикалю, Ви зможете оцінити стратегічні параметри перельоту і приймати загальні рішення. Трисекундний край дозволить змінити поточні параметри, що мають тимчасовий старт голови.

При здійсненні даного підходу відбувається коректна система визначення поточних і прогнозних параметрів. Ви можете звернутися до існуючої системи відображення в «великій авіації», є багато компетентних і добре розвинених рішень. Розглянемо те, що в умовах надзвичайної ситуації події розвиваються дуже швидко, і мозок людини має значні обмеження на час сприйняття інформації. «Ступор»: пілот або оператор бачить несприятливий розвиток ситуації, але в той же час, чисто психологічно, він не може приймати будь-які дії, щоб виправити її, навіть з теоретичним та практичним досвідом.

Не забудьте, що ви несете відповідальність за ваші дії. У авіації, якщо пілот помилиться, він бере інших людей з ним. Не тільки ті, які знаходяться в кабіні, але і ті, хто залишається на землі – колеги, менеджери, диспетчери.

Оператор безпілотного оператора може впасти в лінію живлення і залишити місто без світла; або літати в зону аеродрому і висаджувати себе або інші для затримання роботи або істотного штрафу. Не забудьте, що ми живемо в РФ і навіть невелика дрібна або невелика відповідальність не зберігає вас від декількох відвідувань різних наглядових організацій. І навіть розуміння того, що у вас немає нічого, але штрафу, який ви цілком здатні платити, не врятує відірвані нерви, і не тільки твої, але і ті люди, які навчили вас або дозволяли літати, або абсолютно незнайомці, робота яких ви зламали.

Самовідповідність – знак зрілості та мудрості, не бути самопізніми, думають про інших людей.

Ось мій сон.

Що було зроблено останнім часом? Дуже багато і трохи одночасно. З однодумцями можна обговорювати та працювати з багатьма питаннями, включаючи технічні питання щодо підключення датчиків або підключення до існуючого літака. Джерела даних, методи оновлення даних. Питання щодо залучення користувачів та клієнтів. Незважаючи на те, що проект більше хобі, вже є замовлення для готового програмного забезпечення.

Структура проекту складається з веб-сервера з поточною інформацією та засобами зв’язку між користувачами + сторонніми серверами для отримання оперативних даних, включаючи погоду + мобільний додаток (ми намагаємося зробити програмне забезпечення для Android OS).

Для обробки даних достатньо обчислювальної потужності сучасних таблеток. Основною складністю є яскравість екрана і можливість показати стабільне зображення в результаті освітлення екрана яскравим сонцем.

На Visual Prolog 7.4. зробили тестову програму і спробував ідею динамічного меню в реалізації «одного кліку на потрібну інформацію». Це, меню додатків, що регулюється на поточний стан і режим польоту і оптимізує меню, щоб меню дозволяє отримати необхідну інформацію в даний момент. Необов'язкова або безвідмовна інформація просувається в цій реалізації. Як ви зрозуміли, це зроблено для зменшення часу доступу пілота до відповідної інформації в мінімальній кількості часу та необхідних дій. Розроблено ідею заключення існуючого контролю без втручання з контуром управління або технічним складом систем управління, для спрощення роботи пілота (оператора) з динамічним меню та створення зворотного зв’язку між складними (програмами) та пілотом (оператором). Зразки на створеному тренажері показали, що створити такий пакет не тільки можливо, але вартість буде низькою. При цьому додаткове обладнання не заважає існуючим контуром управління і ніяк не впливає на неї.

Також працювала панель, яка виробляє початкову інформацію для пілота (оператора) і зменшує її необхідну увагу на оцінку поточних даних. Система відображення була зменшена до трьох каналів, щоб пілот (оператор) міг сприймати їх в цілому. Ця лінія роботи була розроблена окремо після аналізу інформації про випробування пристроїв керування зльотом літака (міжнародний / продовжив зліт) і коментарів і рекомендацій тестових пілотів, які оцінюють ці пристрої. Як ви розумієте, основна вимога тестувальників до пристрою є надлишоком інформації. Ми знизили вихід на мінімум (три канали інформації в одному місці, фактично сприймаються як один канал).

Якщо ви робите свій власний безпілотний додаток або систему відображення, я дуже рекомендую, що ви звертаєте увагу на розвиток компаній, таких як роквелл колани та аеродроми. Collins - вони мають дуже добре розвинену ергономіку кабіни та дивовижні рішення для інформування пілотів. Airbas має дивовижний FMS (грубо кажучи, автопілот або на борту комп'ютера), в якому вхід, розрахована і вихідна інформація ділиться на різні кольорові групи, що знижує навантаження пілота при введенні інформації. Ці системи не стандартні, тому що вони мають ряд недоліків, але в цих областях, на мій погляд, рішення прості і дуже якісне.

Розроблено систему підвищення надійності програмного забезпечення. Виходячи з ознак правильної роботи датчиків і джерел інформації, опрацьованих алгоритмів, які дозволяють не тільки визначити надійність даних, але і заміну наведених даних з вторинними даними, з відносно незначним погіршенням надійності. У тестах відмова від половини датчиків залишила актуальність програмного забезпечення в зазначених рівнях безпечного польоту.

Для власної зручності вони зробили невеликий прототип, який обговорювався з різними пілотами і на цьому етапі вони отримали кілька замовлень на готове програмне забезпечення.

Ви йдете.

Виходячи з цього, я хочу сказати, що враховуючи розвиток літальних безпілотників, актуальність програмного забезпечення та в’їзд ІТ на ринок авіаційного обладнання та інформаційних систем цілком можливо і затребувана. Можливо, хтось знайде нішу тут.

Я хочу сказати кілька слів.

1,1 км Мета даної статті полягає в тому, щоб розповісти вам про Ваш сон. І, можливо, знайти однодумців.
2,2 км Я не намагаюся заробити карма або інші вподобання. Я більше зацікавлений у читання Habr, ніж висловлення мій, можливо, заперечення.
3. У Якщо ми порадуємо, що хтось зможе зробити свій безпілотний смарт, я буду щасливим.
4. У В нашій країні складно втілити мрії.

Успіхів, всіх!

ПС: Якщо хто цікавиться моїй статті, я можу зробити статтю про льотні безпілотники з точки зору пілотних і чисто польотних помилок, які можуть допомогти зробити рейс безпечнішим і більш передбачуваним.

Джерело: habrahabr.ru/post/237055/