NASA Ames' Fe3 Tool: Fortgeschrittene Niedrighöhen-Luftverkehrs-Simulation

Unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) sollen viel näher zueinander in niedrigem Luftraum operieren als im konventionellen Hochhöhen-Luftverkehrssystem und stellen daher Herausforderungen nicht nur an das Fahrzeugdesign, sondern auch an die Entwicklung eines sicheren, aber effizienten Niedrighöhen-Luftverkehrssystems. NASA Ames entwickelte ein Luftverkehrs-Simulationswerkzeug namens Flexible engine for Fast time evaluation of Flight environments (Fe³).

Das Simulationswerkzeug bietet die Fähigkeit, hochdichte, hochfidele und niedrighöhe Verkehrssysteme statistisch zu analysieren, ohne undurchführbare und kostenprohibitive Flugtests durchführen zu müssen, die ein großes Volumen an Luftfahrzeugen involvieren. Fe³ umfasst umfassende Modelle für Hochvolumen-Verkehrsoperationen wie Sechs-Freiheitsgrad-Unbemannte-Fahrzeug-Dynamik- und Steuerungsmodelle, Navigations-, Kommunikations- und Sensormodelle, Windmodelle und Konfliktlösungsmodelle unter Verwendung von Cloud Computing und Graphics Processing Unit (GPU) Technologien, um ein hohes Maß an computergestützter Leistung zu erreichen.

Mit solcher Leistung kann Fe³ Tausende von Monte-Carlo-Simulationen für Hochvolumen-Flugzeugoperationen in Minuten durchführen, sodass Forscher leicht Unsicherheitsstudien durchführen und statistische Ergebnisse erhalten können. Dieses Simulationswerkzeug bietet auch eine flexible Eingabestruktur, die es Forschern ermöglicht, eine breite Palette von Parametern in großangelegten Luftoperationen zu untersuchen.

Fe³s Kernsimulationsmotor besteht aus zwei Hauptfunktionen: Trajektoriengenerierung und Kollisionsvermeidung. Fe³ ist hochparallelisiert mit der Compute Unified Device Architecture (CUDA) Programmiersprache auf GPUs. Es wird auf Amazon Web Service (AWS) Cloud für Skalierbarkeitsbedürfnisse deployed, sodass die Anzahl der GPU-Instanzen basierend auf Simulationsbedürfnissen dynamisch deployed werden kann. Die Technologie kann Unsicherheitsanalysen an großen Volumina von Flugzeugoperationen innerhalb von Minuten durchführen, alles sauber in eine webbasierte Anwendung verpackt.

Mit dieser Fähigkeit können Stakeholder die Auswirkungen kritischer Komponenten (wie Wind, Überwachung, Kommunikation, Kollision, Vermeidung, Verkehrsregeln, Energieverbrauch usw.) im niedrighöhen, hochdichten Verkehrssystem untersuchen; Einblicke gewinnen und helfen, Anforderungen, Richtlinien und Protokolle für ein sicheres und effizientes Verkehrssystem zu definieren; und betriebliche Risiken bewerten und Flugpläne optimieren.

NASA sucht aktiv Lizenznehmer zur Kommerzialisierung dieser Technologie. Bitte kontaktieren Sie NASA's Licensing Concierge unter This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. oder rufen Sie uns an unter 202-358-7432, um Lizenzgespräche zu initiieren. Folgen Sie diesem Link hier  für weitere Informationen.