Outil Fe3 de NASA Ames : Simulation avancée du trafic aérien à basse altitude

Simulation trafic drones densité élevée

Les véhicules aériens sans pilote (UAV) sont envisagés pour opérer beaucoup plus près les uns des autres dans l'espace aérien à basse altitude que dans le système conventionnel de contrôle de trafic aérien à haute altitude et imposent donc des défis non seulement à la conception du véhicule mais aussi au développement d'un système de trafic aérien à basse altitude sûr mais efficace. NASA Ames a développé un outil de simulation de trafic aérien connu sous le nom de Flexible engine for Fast time evaluation of Flight environments (Fe³).

L'outil de simulation fournit la capacité d'analyser statistiquement des systèmes de trafic à haute densité, haute fidélité et basse altitude sans effectuer des tests de vol infaisables et prohibitifs en coûts impliquant un grand volume de véhicules aériens. Fe³ inclut des modèles complets pour les opérations de trafic à haut volume tels que la dynamique et le contrôle de véhicules sans pilote à six degrés de liberté, les modèles de navigation, communication et capteurs, les modèles de vent, et les modèles de résolution de conflit utilisant l'informatique en nuage et les technologies d'unité de traitement graphique (GPU) pour atteindre un haut niveau de performance computationnelle.

Avec une telle performance, Fe³ peut effectuer des milliers de simulations Monte Carlo pour des opérations d'aéronefs à haut volume en quelques minutes, de sorte que les chercheurs peuvent facilement mener des études d'incertitude et obtenir des résultats statistiques. Cet outil de simulation fournit également une structure d'entrée flexible, permettant aux chercheurs d'étudier une large gamme de paramètres dans des opérations aériennes à grande échelle.

Le moteur de simulation central de Fe³ est composé de deux fonctions principales : génération de trajectoire et évitement de collision. Fe³ est hautement parallélisé en utilisant le langage de programmation Compute Unified Device Architecture (CUDA) sur GPU. Il est déployé sur le cloud Amazon Web Service (AWS) pour les besoins d'évolutivité de sorte que le nombre d'instances GPU puisse être déployé dynamiquement en fonction des besoins de simulation. La technologie peut effectuer une analyse d'incertitude sur de grands volumes d'opérations d'aéronefs en quelques minutes, le tout soigneusement enveloppé dans une application basée sur le Web.

Avec cette capacité, les parties prenantes peuvent étudier les impacts de composants critiques (tels que le vent, la surveillance, la communication, la collision, l'évitement, les règles de trafic, la consommation d'énergie, etc.) dans le système de trafic à haute densité et basse altitude ; acquérir des informations et aider à définir les exigences, politiques et protocoles pour un système de trafic sûr et efficace ; et évaluer les risques opérationnels et optimiser les horaires de vol.

La NASA recherche activement des licenciés pour commercialiser cette technologie. Veuillez contacter le Concierge des Licences de la NASA à cette adresse email protégée ou appelez au 202-358-7432 pour initier des discussions de licence. Suivez ce lien ici pour plus d'informations.