DroneWiS: Automated Simulation Testing of small Unmanned Aerial Systems in Realistic Windy Conditions

要約

小型無人航空機システム (sUAS) の継続的な進化には、現実世界での安全で信頼性の高い運用を保証するための高度なテスト方法が必要です。
現実的な環境での sUAS シミュレーション テストの限界を押し上げるために、当社は以前に DroneReqValidator (DRV) プラットフォームを開発しました。これにより、開発者は地球のデジタル ツインでシミュレーション テストを自動的に実行できるようになります。
このペーパーでは、DroneWiS (Drone Wind Simulation) と呼ばれる新しいコンポーネントを導入した DRV 2.0 について説明します。
DroneWiS を使用すると、sUAS 開発者は現実的な風の強い状況を自動的にシミュレートし、風に対する sUAS の回復力をテストできます。
基本的な風の状態のみをシミュレートする Gazebo や AirSim などの現在の最先端のシミュレーション ツールとは異なり、DroneWiS は数値流体力学 (CFD) を利用して、風と環境内の物体との相互作用によって引き起こされる独特の風の流れを計算します。
建物やでこぼこした地形など。
このシミュレーション機能は、開発者に、困難で現実的な強風の条件における sUAS のナビゲーション機能についてのより深い洞察を提供します。
DroneWiS は、sUAS 開発者に、現実世界で sUAS の信頼性と安全性をテスト、デバッグ、改善するための強力なツールを提供します。
動作デモは https://youtu.be/khBHEBST8Wc でご覧いただけます。

要約(オリジナル)

The continuous evolution of small Unmanned Aerial Systems (sUAS) demands advanced testing methodologies to ensure their safe and reliable operations in the real-world. To push the boundaries of sUAS simulation testing in realistic environments, we previously developed the DroneReqValidator (DRV) platform, allowing developers to automatically conduct simulation testing in digital twin of earth. In this paper, we present DRV 2.0, which introduces a novel component called DroneWiS (Drone Wind Simulation). DroneWiS allows sUAS developers to automatically simulate realistic windy conditions and test the resilience of sUAS against wind. Unlike current state-of-the-art simulation tools such as Gazebo and AirSim that only simulate basic wind conditions, DroneWiS leverages Computational Fluid Dynamics (CFD) to compute the unique wind flows caused by the interaction of wind with the objects in the environment such as buildings and uneven terrains. This simulation capability provides deeper insights to developers about the navigation capability of sUAS in challenging and realistic windy conditions. DroneWiS equips sUAS developers with a powerful tool to test, debug, and improve the reliability and safety of sUAS in real-world. A working demonstration is available at https://youtu.be/khBHEBST8Wc

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