Wykrywanie przeszkód lotniczych z wykorzystaniem technologii satelitarnej

Creotech Instruments S.A. zakończył właśnie prace nad pierwszym etapem projektu SAMPLE, w ramach którego firma opracowuje innowacyjny system do wykrywania i monitorowania przeszkód lotniczych. Głównym jego zadaniem jest detekcja i klasyfikacja przeszkód w bezpośrednim otoczeniu lotnisk oraz lądowisk zgodnie ze szczegółowymi wymaganiami Organizacji Międzynarodowego Lotnictwa Cywilnego (ICAO).

System posiada zdolność automatycznego generowania danych dotyczących przeszkód lotniczych i ukształtowania terenu na podstawie wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych, danych pozyskiwanych za pomocą bezzałogowych statków powietrznych (BSP) oraz stałych kamer wizyjnych. Wykrywanie przeszkód, zwiększenie bezpieczeństwa, optymalizacja tras lotów a co za tym idzie oszczędności paliwa, redukcja hałasu i emisji CO2 – to cele wspólnego przedsięwzięcia Creotech Instruments S.A., lidera konsorcjum, firmy AP-Tech i Polskiej Agencji Żeglugi Powietrznej.

System pozwoli nie tylko na automatyczne tworzenie i aktualizację baz danych o przeszkodach (eTOD – electronic Terrain Ostacles Database) w oparciu o metody fotogrametryczne, ale również na bieżącą analizę ruchu lotniczego i automatyczne wykrywanie zdarzeń niepożądanych (incydentów) związanych z przeszkodami lotniczymi.

W procesie przetwarzania danych oraz klasyfikacji wykrytych obiektów wykorzystane zostaną autorskie algorytmy oraz metody uczenia maszynowego z zastosowaniem sieci neuronowych. Dane o przeszkodach zostaną wykorzystane w zaawansowanym module analitycznym, pozwalającym na określanie ryzyka lub monitorowanie i raportowanie zdarzeń, dzięki wdrażanej w systemie funkcji monitorowania rzeczywistego ruchu lotniczego.

„W ramach dotychczasowych prac udało nam się opracować koncepcję metodyki detekcji przeszkód lotniczych z wykorzystaniem zobrazowań satelitarnych optycznych i radarowych. Zakończyliśmy także prace nad pozyskiwaniem danych z Bezzałogowych Statków Powietrznych w celu opracowania mapy 3D przeszkód lotniczych – mówi Grzegorz Brona, prezes Creotech Instruments S.A. W kolejnych etapach nastąpi optymalizacja i automatyzacja procesu wykrywania przeszkód oraz stworzenie modułu analityczno-monitorującego” – dodaje Grzegorz Brona.

Wszystkie prace poprzedzono dokładną analizą. W efekcie uzyskano szczegółowe rozwiązania pozwalające uzyskać wymaganą dokładność odwzorowania wysokich obiektów. Mowa tu o przeszkodach o wysokości powyżej 15m oraz średnicy 1m i więcej. Na obecnym etapie projektu dokładność pomiaru wysokości z wykorzystaniem zobrazowań satelitarnych wynosi min. 3m a położenia, poniżej 1m. Ponadto w ramach prac nad metodyką pozyskiwania danych z BSP uzyskano sposób wykorzystywania nalotów bezpośrednich, umożliwiający wykrycie wysokich obiektów o średnicy większej niż 0.03 m i określenie ich wysokości z dokładnością do 1m. Określenie pozycji obiektów z zastosowaniem powyższej metody pozwala na określanie ich pozycji z dokładnością 1 m bez fotopunktów i 0,1 m z wykorzystaniem fotopunktów.

Źródło: Creotech Instruments. Analiza cienia na podstawie zdjęć satelitarnych po rasteryzacji (obszar EPWA).

Badania prowadzono na podstawie danych satelitarnych optycznych oraz radarowych zarówno archiwalnych, jak i wykonanych na zamówienie w okresie od marca do sierpnia 2021 roku. Podczas badań wykorzystano również wyniki uzyskane na podstawie nalotów bezzałogowych statków powietrznych, zrealizowanych w maju i czerwcu 2021 roku na wybranych poligonach doświadczalnych.

Projekt prowadzony przez Creotech Instruments jest finansowany ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.