Ayudar a que los enjambres de drones naveguen con seguridad por los cielos
Los drones son un sector en rápido crecimiento en Europa que presta servicios en muchos entornos distintos, especialmente en las zonas urbanas. La Empresa Común para el Programa de investigación sobre gestión del tránsito aéreo en el contexto del Cielo Único Europeo (SESAR), el pilar tecnológico de la iniciativa de la Unión Europea Cielo Único Europeo, predice que se utilizarán alrededor de doscientos mil drones comerciales y gubernamentales en 2035 y trescientos noventa y cinco mil en 2050. Sin embargo, cuando llegue el momento en que ver a múltiples drones navegando por nuestros cielos sea una imagen habitual, ¿cómo se evitaran y gestionarán los atascos y las colisiones de drones? Pensando en este futuro, los investigadores que recibieron el apoyo del proyecto financiado con fondos europeos LABYRINTH han diseñado, aplicado y analizado una estrategia de planificación de trayectorias y de prevención de colisiones para sistemas con múltiples drones en entornos tridimensionales. «El objetivo principal del proyecto es incluir un cierto grado de automatización, de manera que un operador pueda controlar una pequeña flotilla de hasta diez drones desde una única estación en tierra», explica el coordinador de LABYRINTH, Luis E. Moreno de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), en una noticia publicada en el sitio web «Space War». «La idea es que el operador indique qué misión hay que hacer (por ejemplo, vigilar el tráfico en una zona determinada) y que el sistema convierta de manera automática esa misión en un conjunto de rutas que cada dron tiene que ejecutar, calculando automáticamente rutas alternativas cuando sea necesario».
Zonas, rutas y restricciones de tráfico
Para desarrollar su estrategia de planificación de trayectorias y de prevención de colisiones de enjambres de drones, el equipo de investigación empezó por diseñar un modelo tridimensional que simula un entorno urbano y en el que establecieron dos zonas de despegue y aterrizaje. Posteriormente, hicieron que los drones llevaran a cabo misiones de ida y vuelta con puntos de despegue y destino elegidos al azar. Un algoritmo de planificación llamado Fast Marching Square calculó rutas óptimas y fluidas (tanto en términos de distancia como de tiempo) e incorporó fácilmente otras restricciones de tráfico. Tales restricciones incluían establecer vuelos a distintas alturas para garantizar cierta distancia de seguridad entre los drones y la gestión especial del tráfico en las áreas cercanas a las zonas de despegue y aterrizaje, así como en áreas próximas a los puntos objetivo de la misión. Se emplearon comprobaciones de distancia para identificar conflictos y controles de velocidad basados en prioridades para resolver conflictos que no podrían resolverse utilizando estas medidas. El estudio de LABYRINTH (UNMANNED TRAFFIC MANAGEMENT 4D PATH PLANNING TECHNOLOGIES FOR DRONE SWARM TO ENHANCE SAFETY AND SECURITY IN TRANSPORT) se ha publicado en la revista «Sensors». La estrategia descrita está en proceso de desarrollo como parte de U-space, un nuevo sistema diseñado para facilitar un acceso seguro, eficiente y protegido al espacio aéreo para grandes cantidades de drones. El objetivo es crear las condiciones necesarias para que las aeronaves tripuladas y no tripuladas operen de forma segura y evitar las colisiones entre drones y otras aeronaves. Francisco Valera, también de la UC3M, señala: «Los controladores aéreos utilizan gestión del tráfico aéreo (GTA) para dirigir de forma segura el tráfico de aviones comerciales. De forma similar, es imperativo que se desarrolle un sistema de gestión del tráfico no tripulado que permita que los drones compartan el espacio aéreo con otros drones y aeronaves». Para más información, consulte: Sitio web del proyecto LABYRINTH
Palabras clave
LABYRINTH, dron, enjambre de drones, tráfico, transporte, aeronave, prevención de colisiones
