Turtle-Tracker fliegen Drohnen außer Sicht – sUAS Information


DAYTONA BEACH, Florida – Zum ersten Mal hat ein unbemanntes Flugzeugsystem oder eine Drohne, die von einem Crew der Embry-Riddle Aeronautical College betrieben wird, damit begonnen, außerhalb der Sichtlinien nach bedrohten und gefährdeten Meeresschildkröten zu suchen.

Dank einer allerersten „Past Visible Line of Sight“ (BVLOS) Verzichtserklärung der US Federal Aviation Administration (FAA), Mitglieder des Turtle Tech-Teams von Embry-Riddle können ihre Starrflügelflugzeuge Sentaero weiter vor der Küste fliegen. Der von der Censys Applied sciences Company gebaute langlebige Sentaero ist mit Sensoren, Kameras und einem Kollisionsvermeidungssystem ausgestattet, die es ihm ermöglichen, den Offshore-Luftraum sicher zu navigieren.

Die Arbeit ist Teil eines Gemeinschaftsprojekts, das vom Brevard Zoo mit Unterstützung von Northrop Grumman durchgeführt wird. Ziel des Projekts ist es, mehr über das Fortpflanzungsverhalten von Meeresschildkröten zu erfahren, indem Bilder einzelner Tiere aufgenommen und künstliche Intelligenz genutzt werden, um sie nach Artwork, Geschlecht und Schalenmustern zu identifizieren.

Um mehr Schildkröten zu finden, ist es wichtig, weiter vor der Küste zu fliegen, jenseits der Sichtlinie. Der Geschäftsführer des Brevard Zoo, Keith Winsten, bemerkte, dass Meeresschildkröten im Wasser vom Strand aus nicht leicht zu erkennen sind. „Sie wollen sich ihnen auch nicht mit einem Boot nähern“, fügte er hinzu. „Eine Drohne, die in größerer Höhe fliegen kann, stört Meeresschildkröten nicht und ermöglicht es uns, Migrations- und Fortpflanzungsgewohnheiten zu untersuchen, die der Schlüssel zum Schutz dieser Tiere sein könnten.“

Das ist ein entscheidendes Ziel für Naturschutzforscher, da Florida eine übergroße Rolle in der weltweiten Meeresschildkrötenpopulation spielt. Die Ostküste des Bundesstaates ist der beste Nistplatz der Welt für Unechte Karettschildkröten. Riesige Lederschildkröten, grüne Meeresschildkröten, die seltene Kemp’s Ridley-Schildkröte und die Echte Karettschildkröte nisten ebenfalls vor Floridas Küsten. Die meisten Arten sind bedroht oder gefährdet.

Im Mai verliefen Testflüge in Melbourne Seashore, Florida, reibungslos, wobei der Sentaero 390 Fuß über dem türkisfarbenen Meer aufstieg, sagte Dr. Nickolas „Dan“ Macchiarella, Professor für Luftfahrtwissenschaft. Dann, im Juni, flog das Embry-Riddle-Crew das Flugzeug BVLOS zwei Meilen vor der Küste, während es neue Kameraobjektive testete. „Es waren mehrere Schildkröten im Wasser“, bemerkte Macchiarella. „Wir verfeinern jetzt die Nutzlast-Bilderfassungsfähigkeit des Flugzeugs, um Meeresschildkröten automatisch zu erkennen und zu identifizieren.“

„Wir glauben, dass dies Embry-Riddles erster FAA-Forschungs- und Betriebsverzicht auf BVLOS ist“, sagte Macchiarella. „In der Lage zu sein, das Flugzeug sicher außerhalb der Sichtlinie des Bedieners zu fliegen, wird es uns ermöglichen, ein größeres Gebiet effektiver zu überwachen.“

Um die Sicherheit während der letzten Testflüge der Drohne zu gewährleisten, gingen drei Bediener – die frischgebackenen Absolventen Patrick Hunter, Jose Cabrera und Adrian „Imai“ Bates-Domino – bei ihrer Embry-Riddle-Ausbildung noch einen Schritt weiter, indem sie eine spezielle Schulung und Zertifizierung abschlossen. In Melbourne Seashore unterstützten viele zusätzliche Studenten, junge Alumni und Mitarbeiter von Censys Applied sciences die Kommunikation und den Betrieb. Andere steuerten eine Drohne vom Typ Quadcopter, die den Sentaero im Auge behielt.

Der Sentaero startete und landete senkrecht. Dazwischen flog es über die küstennahe Umgebung neben dem Barrier Island Sanctuary und trug eine Nutzlast von zwei Rot-Grün-Blau-Kameras mit Polarisationsfiltern. Die Drohne konnte jede Sekunde ein Foto anklicken und nahm alle Bilder auf, die sie als Schildkröten identifizierte. Forscher sind dabei, ihre Ergebnisse auszuwerten.

Ein neuronales Netzwerk – im Grunde eine Reihe von Algorithmen, die im Laufe der Zeit lernen – hilft dem künstlichen Intelligenzsystem des Projekts, Meeresschildkröten immer besser und besser zu identifizieren. Dieser Aspekt des Projekts wird von Dr. Ilhan Akbas, einem Assistenzprofessor von, betreut Elektrotechnik und Informatik.

Inzwischen Dr. Patrick Currier, Professor für Maschinenbau, leitet Studenten bei der physischen Entwicklung der Nutzlast und der Integration mit dem Sentaero. Das Nutzlastsystem kombiniert hochauflösende World-Shutter-Kameras mit einem NVIDIA Jetson NX-Prozessor, um die Erkennung von neuronalen Netzwerken während des Fluges zu unterstützen. Dies sei aufgrund der begrenzten Funkbandbreite eine Schlüsselfunktion für den BVLOS-Betrieb, erklärte Currier.

Dr. John M. Robbins, außerordentlicher Professor für Luftfahrtwissenschaften, der zusammen mit Macchiarella das Turtle Tech-Projekt für Embry-Riddle leitet, wies darauf hin, dass die Initiative mehreren Studenten eine praktische Berufsausbildung ermöglicht hat. Beispielsweise hatten Studenten bei den Checks in Melbourne Seashore direkten Kontakt mit dem UAS-Führer Censys Applied sciences – einem Unternehmen, das von Trevor W. Perrott, Alumnus von Embry-Riddle, gegründet wurde und jetzt Präsident und CEO ist.

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