Új mobilrendszer a drónok megbízható távirányí­tására

A megoldással a robotrepülőgépek akár nagy távolságokon és nehéz terepen is vezérelhetők.

A pilóta nélküli légi járművek fejlődnek, egyre inkább az őket irányító személy látóterén kívül repülnek. A hagyományos távirányító rendszerek azonban hatótávolságuk korlátozottsága miatt nem alkalmasak ilyen repülésekre. Az egyszerű, mobilrádió-alapú rendszerek viszont eddig nem tudtak megbízható kommunikációt garantálni, ha például nincs hálózati lefedettség. A Fraunhofer Társaság Heinrich Hertz Intézetének (HHI) a kutatói a SUCOM projekt keretében a partnerekkel együtt egy új mobil rádiórendszert alkottak meg, amellyel a drónok nagy távolságokon és nehéz terepen is irányíthatók.

A mobil rádión keresztül kommunikáló autonóm robotrepülőgépek gyakran nem rendelkeznek stabil kapcsolattal. A hálózati lefedettség hiánya az egyik magyarázat a hibákra. A szakértők szerint a nagy magasságban lévő pilóta nélküli légi járművek egyszerre túl sok mobiltelefon-állomást érnek el és folyamatosan váltanak a rádiócellák között, ami a kapcsolat megszakadásához vezethet. A HHI munkatársai viszont arra is felfigyeltek, hogy a drónok által használt kommunikációs protokollok, amelyek a robotrepülőgép és a vezérlő közötti adatáramlást szabályozzák, problémákat okoznak. Amennyiben nem elég robusztusak az ingadozó adatátviteli sebességhez, akkor egyes adatcsomagok lassabban érkeznek, míg mások teljesen elvesznek.

A SUCOM együttműködési projektben a kutatók ezért a Wingcopter GmbH, az Emqopter GmbH és a CiS GmbH hesseni dróngyártó cégekkel együttműködve új kommunikációs protokollokat fejlesztettek ki, amelyek érzéketlenek a szakadozó adatfolyamokra. Így a pilóta nélküli légi járművekkel való kapcsolat akkor is megmarad, ha az adatátviteli sebesség ingadozik. A légifotók készítéséhez szükséges, biztonság szempontjából kritikus információk, mint például a helyzet, repülési magasság, repülési irány, sebesség és egyéb adatok megszakítás nélkül továbbíthatók - ez a légi közlekedés magas biztonsági követelményeinek egyik legfontosabb feltétele.

"Összehasonlításképpen felszereltünk egy drónt egy kereskedelmi forgalomban kapható LTE rendszerrel és a SUCOM mobil rádiómodulunkkal az új kommunikációs protokollokkal. Míg a hagyományos modulon keresztüli kapcsolat folyamatosan megszakadt, a SUCOM modul stabilan működött. Az új protokolljainknak köszönhetően a kommunikáció olyan stabil, hogy nincsenek fennakadások" - emelte ki Tom Piechotta, a HHI tudósa. A szakember számára ez egyértelműen azt jelzi, hogy a robotrepülőgépek működésének zavarai nem kizárólag a hálózati lefedettség hiányának köszönhetőek.

A SUCOM mobil rádiómodul már használatban lévő pilóta nélküli légi járművekbe is beszerelhető. Malawiban például az új modullal ellátott drónok az esős évszakban gyógyszerekkel, vérkészletekkel és más létfontosságú anyagokkal látják el a lakosságot, s akár 40 kilométeres távolságokat is megtehetnek. A használt drónok négy repülőtérről szállnak fel, amelyek mindegyikét egy távvezérelt pilóta látja el, aki beírja az aktuális útvonalat a számítógépbe és meghatározza azokat az útvonalakat, amelyekhez a robotrepülőgép igazodni fog. Egy kattintással a küldetés betöltődik a pilóta nélküli légi járműbe. Ehhez az adatok egy fokvárosi szerverre, majd a SUCOM modulra és végül a drónon lévő, csatlakoztatott repülésvezérlőre kerülnek.

A repülés során a távolban lévő pilóták folyamatosan, valós időben figyelik a drón állapotát. Amennyiben az LTE-kapcsolat meghibásodna, a robotrepülőgép műholdas technológiával is fel van szerelve. Virtuális magánhálózati kapcsolaton keresztül a pilóta nélküli légi jármű szükség esetén okostelefonról is vezérelhető. A fokvárosi szerver és a drón közötti gyors adatátvitel érdekében a szerver hardverét és szoftverét is átalakították. A kapcsolat olyan gyors, hogy a Malawiban használt robotrepülőgépek valós időben tudnak kommunikálni a HHI-vel. Egy adatcsomagnak mindössze 170 ezredmásodpercre van szüksége arra, hogy megtegye a mobilrádión keresztül a pilóta nélküli légi járműtől a fokvárosi szerveren keresztül Berlinig tartó utat.

A SUCOM rendszerrel a távoli németországi helyszíneket is jobban el lehet látni. Ennek demonstrálására a projektcsapat átrepült egy kiterjedt erdőterület felett Brandenburg északi részén - ez Németország egyik legnagyobb, 14 kilométer átmérőjű rádiólyuka. A repülés sikeres volt: a SUCOM modulnak köszönhetően a kommunikáció a drónnal zavartalan maradt.