德國研究團隊為小型飛機創造了一種自動著陸系統,開啟一個自動飛行的新時代

辨識出跑道並降落,來看看飛機真正的自動著陸

一個德國研究團隊為小型飛機創造了一種自動著陸系統,這種系統不僅可以讓小型飛機在沒有飛行員的情況下著陸,還可以讓小型飛機在沒有任何地面技術支援的情況下著陸。它可能會開啟一個自動飛行的新時代——並有望使得日常的著陸更加安全。

現在,人們會很自然地認為,有了時下的複雜的自動駕駛系統,飛機可以很輕易地著陸。從某種程度來說,這是事實,但是全尺寸飛機上的自動著陸系統並不是真正的自動化。它們依靠一組只有在大型機場才能找到的電台發出的無線電訊號:儀器著陸系統(Instrument Landing System:ILS)。

這些訊號即使在能見度很低的情況下也能準確地告訴飛機跑道的位置,但即便如此,「自動」著陸的情況也很少發生。相反,飛行員——就像他們在其他地方做的一樣——使用自動駕駛系統作為輔助,在這種情況下,借助它找到飛機跑道並正確降落。飛機可以使用ILS和其他系統自動著陸,但這種情況很少見,即使它們這樣做了,那也不是真正的自動化——更像是機場透過電報讓飛機飛行。

但是慕尼黑工業大學的研究人員創建了一個系統,它可以在完全不依賴地面系統的情況下讓飛機著陸。該團隊也已經進行展示,在展示中為飛機安排了一名飛行員——也可以說他是乘客,因為他可以全程把他的手放在他的膝蓋上,完全不用手動操控。

自動著陸的飛機需要知道跑道的確切位置,但它不能依賴GPS——太不精確了——如果它不能使用ILS和其他的地面系統,那還可以依靠什麼呢?嗯,電腦可以像飛行員那樣找到跑道:用它的眼睛。在這種情況下,可見光和紅外攝影機都安設在飛機的前端。

慕尼黑工業大學的測試使用了單座飛機Diamond DA42,其團隊為它配備了一個定製設計的自動控制系統和一個電腦視覺處理器,兩者有著共同的目的:實現C2Land自動著陸。該電腦經過訓練,能夠利用攝影鏡頭辨識跑道並對其進行特徵化。今年5月,該設備將自己的技術運用到飛機的著陸中,實現了一次完美的著陸。

正如試飛員湯瑪士‧溫默(Thomas Wimmer)在記者會上所說:「攝影機在離機場很遠的地方就已經認出了飛機跑道。然後,該系統引導飛機在完全自動的情況下完成著陸,最終精確地降落在跑道中心線上。」

這是自動化飛行的一個重要里程碑,因為到目前為止,飛機必須依靠廣泛的陸基系統來執行這樣的著陸——這意味著目前在規模較小的機場不可能實現自動化著陸,或者說如果使用ILS系統降落的話可能會出現問題。像這樣的小型飛機更有可能是在一個沒有這種系統的小型機場下降落,不過如果大霧襲來,像這樣的自動著陸系統相比在紅外線中看不見的飛行員可能是更好的選擇。

目前,這項技術仍處於試驗階段,甚至還沒有達到可以廣泛推廣和測試的水準,更不用說獲得航空當局的認證了。但其安全益處是顯而易見的,即使作為對現有的、很少使用的自動駕駛系統的一個備份或者強化版本,它也可能是一個很好的補強。

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