Australian Research Center for Aerospace Automation

Australian Research Centre for Aerospace Automation ( ARCAA ) var ett forskningscentrum vid Queensland University of Technology . ARCAA bedrivit forskning om alla aspekter av flygautomatisering, med ett särskilt forskningsfokus på autonoma tekniker som stödjer ett effektivare och säkrare utnyttjande av luftrummet, och utvecklingen av autonoma flygplan och sensorsystem ombord för en lång rad kommersiella tillämpningar.

Historia

ARCAA var idén till den framlidne professor Rod Walker från QUTs dåvarande School of Engineering Systems; QUT:s professor Jonathan Roberts (när han var på CSIRO); och professor Peter Corke från QUT:s School of Electrical Engineering and Computer Systems (när han var på CSIRO).

2008 ingick QUT och CSIRO ett femårigt forskningssamriskavtal för skapandet av Australian Research Center for Aerospace Automation. Etableringen av det fysiska centret samfinansierades genom Queensland State Governments Smart State Research Facilities Fund.

Under 2013 gick ARCAA in i en ny fas av verksamheten, då samriskföretaget mellan QUT och CSIRO upphörde. Det starka forskningssamarbetet mellan QUT och CSIRO har dock fortsatt, särskilt inom flaggskeppsforskningsprojektet Project ResQu.

ARCAA forskningsintressen inkluderade ämnen för obemannade flygsystem, luftrumsautomation och relaterade områden. Det var medarrangör av det årliga internationella robotevenemanget UAV Outback Challenge sedan 2007.

Nyliga projekt

ARC Discovery Early Career Researcher Award (DECRA) – Utveckling av nya koncept för förbättrad säkerhet i nödsituationer för flygplan Syftet med detta projekt var att skapa ett nödsystem baserat på nya detekterings-, kontroll- och planeringsalgoritmer som kan användas i specifika fall för att förbättra piloternas visuell situationsmedvetenhet vid nödlandningsscenarier. Detta arbete utvärderades i samband med detekterings- och vägledningsproblem på en landningsplats, och bevisades på ARCAA:s flotta av bemannade och obemannade flygplan.

UAS för myrtenrostinspektion Denna studie undersökte effekterna av myrtenrost på Melaleuca quinquenervia värdarter över en miljögradient. Direkta effekter på M. quinquenervia-värdarna utvärderades med hjälp av ovanstående fotografiska tekniker förvärvade med UAS utrustade med EO-kameror, eftersom de erbjöd en tillräcklig metod för att fånga finskaliga data från skogens tak, inklusive incidens och svårighetspoäng, som kunde flyga lågt och långsamt. UAS kommer att hjälpa till vid undersökningen av myrtenrostpåverkan genom att tillåta utvärdering av individuell struktur (klustring av sporer på ett blad) och förändringar i deras spatiotemporala dynamik.

UAS för Koala Population Assessment Detta var en jämförande studie av UAS utrustade med värmekameror för befolkningsräkning i ett markbevisat område. Syftet med projektet var att bedöma effektiviteten av UAS för snabb bedömning av koalapopulationsdensiteter.

Drönarsvärmar för ihärdiga operationer med mänsklig operatörskontroll. Detta projekt undersökte kontrollteknologier för svärmar av drönare (UAV) som utför uppgifter som övervakning, sök och räddning och brandövervakning.

Tillämpningsbaserad regional luftrumsmodellering och färdplansdesign Detta projekt syftade till att ta itu med hur regionalt luftrum rutinmässigt kan ta emot UAV:er som verkar i regionala områden.

Interaktiva system Interactive Systems Group (ISG) var en forskargrupp inbäddad i ARCAA. ISG genomförde forskning om alla aspekter av komplexa människa-maskin-system och i synnerhet de system som involverar ledning och kontroll av heterogena autonoma agenter. Syftet med gruppen var att utveckla de koncept som krävs för säker och effektiv drift av komplexa interagerande människa-maskin-system i ett brett spektrum av applikationer.

Tidigare projekt

Projekt ResQu Detta tvååriga projekt, samfinansierat genom Queensland Government Smart Futures Fund, Boeing Research & Technology Australia, Insitu Pacific Ltd., CSIRO och QUT genomförde säkerhetsstudierna och utvecklade den automatiserade säkerhetstekniken som är nödvändig för att möjliggöra ett snabbt godkännande av UA för katastrofåterställning, samt att rutinmässigt leverera fördelar genom undersökningar för biosäkerhet och resurshantering.

CRC PB5055 – UAV för växtbiosäkerhet Det primära syftet med forskningen var den kvalitativa utvärderingen av användningen av UAS för biosäkerhetstillämpningar. Målet var att fastställa de grundläggande faktorerna för driften av olika UAS som avsevärt kommer att påverka hur och var UAS kan vara effektiva i hela anläggningens biosäkerhetskontinuum. För detta ändamål övervägdes UAS-reglering och prestandaattribut i samband med sensorns nyttolaster de kan bära. Sammantaget kan resultaten från studien användas för att informera viktiga intressenter om beslut att använda UAS på kort och kort sikt som en del av ett biosäkerhetssystem.

Omfattningsstudie för UAS Airspace Integration och Enhanced Conflict Management Detta projekt identifierade befintligt luftrumsintegrationsarbete för obemannade flygplan (UA) som utförs på andra håll i världen, och preciserade operativa koncept som är specifika för driften av UA i Australiens distinkta miljö. Även om UA ännu inte går in i det civila luftrummet rutinmässigt, blir de mer utbredda när de rör sig bortom den militära sfären till regeringen, den privata sektorn och kommersiella operatörer. Denna användning förväntas växa i framtiden, därav kravet på att se till att Australiens flygledningssystem är redo att ta hand om dem.

Green Falcon Solar Powered UAV: ​​Multidisciplinär design och osäkerhetsbaserad vägplanering för ihållande övervakning av miljögasavkänning Detta projekt fokuserade på utvecklingen av artificiell intelligens, autonomi och en gasavkänningsförmåga för elektriska och soldrivna UAV:er. Till skillnad från andra sol-UAV:er är Green Falcon designad för att vara kostnadseffektiv, lätt och lätt att lansera för hand med minimala underhållskrav. Designen stöder förbättrad uthållighetskapacitet jämfört med andra UAV:er i samma klass, vilket kommer att tillåta Green Falcon att ge snabb utplacering och kommer att vara särskilt användbar i anläggningsbiosäkerhet, gasavkänning, sök- och räddningsuppdrag eller brandövervakningsuppdrag.

Vision-Based Collision Avoidance ARCAA automatiserade vision-baserade flygplanskollisionsvarningsteknikprojekt var ett tvåårigt Australian Research Council Linkage-finansierat projekt mellan Boeing Research & Technology och ARCAA. Målet med projektet är att undersöka hur datorseendeteknik kan användas för att möta och överträffa mänskliga piloters prestanda när det gäller att upptäcka potentiella flygplanskollisioner, och därigenom förbättra säkerheten för världens flygflottor.

förbättrat Flight Assist System (eFAS) för automatiserad flygmätning av kraftledningsnät Syftet med detta projekt var utvecklingen av flygvägsplanering och flygplansstyrnings- och kontrollteknik för att passa de unika egenskaperna hos den konsekventa avkännande antennen med begränsad bana på låg höjd. inspektionsproblem. Detta problem definieras av den luftburna insamlingen av rumslig information som är relaterad till ungefär linjär infrastruktur av typen "matare" av kraftledningar. Genom att arbeta med CRC för Spatial Information and Ergon Energy , hade tidigare forskning redan visat den väsentliga betydelsen av grundläggande automationsteknik i sådana storskaliga inspektionsuppgifter. Det specifika målet med detta projekt var utvecklingen av ytterligare automationsmekanismer som förbättrar inspektionseffektiviteten, driftsflexibiliteten och driftsäkerheten så att rumslig information av hög kvalitet kan levereras i rätt tid och kostnadseffektivt. De potentiella fördelarna med avancerad 3D-planering och flygkontroll för inspektion av kraftledningsnätverk inkluderar minskad pilotarbetsbelastning i både horisontell och vertikal kontroll av flygplanet, genom att upprätthålla säker horisontell och vertikal separation från terräng/hinder och placera flygplanet på rätt höjd , hastighet och orientering för effektiv datafångst.

Teknisk och marknadsanalys av Gimbal Sensor Systems Detta projekt var en due diligence-analys utförd av ARCAA och CRCSI konsulter som en del av ROAMES forskning för Ergon Energy. Det fokuserade på tillämpningen av kardansensorsystem monterade på ett flygplan för stillbilds- eller videodatafångst av kraftstolpar eller andra tillgångar.

Flight Assist System Flight Assist System (FAS) är ett demonstrationsprojekt som hjälper Ergon Energy att utveckla forskningsresultatet av ett treårigt CRC-SI-projekt som fokuserade på tillämpningar för affärsförbättringar för Ergon Energy. Resultatet av CRC-SI-projektet var ett förslag på ett avancerat luftburet vegetationssystem som skulle spara 14 miljoner AUD per år. För att kommersialisera forskningsresultaten beslutade Ergon att lansera projektet Remote Observation, Automated Modeling & Economic Simulation (ROAMES) där FAS är en viktig komponent. ROAMES har sedan dess avyttrats till Fugro Spatial Solutions.

Smart Skies Project Smart Skies Project är ett ledande forskningsprogram som utforskar forskning och utveckling av framtida teknologier som stödjer ett effektivt utnyttjande av luftrummet av både bemannade och obemannade flygplan. Det fokuserade på utforskning och utveckling av tre viktiga möjliggörande flygtekniker – ett automatiserat separationshanteringssystem som kan tillhandahålla separationsförsäkran i komplexa luftrumsmiljöer; avkänningssystem för bemannade och obemannade luftfartyg som kan undvika kollision av dynamiska och statiska hinder; och ett mobilt flygplansspårningssystem som använder en kostnadseffektiv radar och beroende övervakningssystem.

Airborne Powerline Inspection Technology Improvements Det treåriga CRC-SI-projektet 6.07 för applikationer för förbättring av rumslig information vid Ergon Energy fokuserade på precisionsstyrning av flygplan över kraftledningar, tillgångs- och vegetationsdetektering med hjälp av LiDAR-bilder, samt upptäckt och klassificering av trädarter. Projektet slutfördes framgångsrikt 2010 och utgjorde den grundläggande basen för FAS-projektet.

Planering av hela nätverket Planeringsprojektet för hela nätverket involverade forskning och utveckling av ny mjukvara för att automatiskt bearbeta upp till en miljon waypoints för att skapa färdplaner för att inspektera Ergon Energys hela kraftledningsnät som är cirka 150 000 km och täcker 97 % av staten i QLD , Australien.

Flygande sporfälla Detta projekt och tillhörande forskning syftade till att fastställa potentialen av att använda ett obemannat flygfarkost, försett med en sporfälla, för att upptäcka och övervaka sporer av växtpatogener för ett biosäkert Australien. Målet var att utveckla ett provtagningssystem som skulle ha förmågan att spatiellt övervaka svampsporer och protokoll för att tolka deras rumsliga fördelning. Detta verktyg kommer att avsevärt förbättra förmågan att upptäcka nya intrång av svamppatogener och för att möjliggöra en mer exakt avgränsning av distributionen. Tekniken kommer att möjliggöra tidigare upptäckt av skadlig växtskadegörare eller sjukdomsangrepp i svåra områden och ge effektiv och effektiv luftburen övervakning.

Forskningssamarbetare

ARCAA genomförde forskningsprojekt och konsultföretag med en mängd olika myndigheter, industri och akademiska institutioner - projekt har involverat:

• CSIRO
• Queensland regering
• Australian Research Council
• Luftfartssäkerhetsmyndigheten
• Boeing Research & Technology Australien
• Boeing Research & Technology USA
• Insitu Pacific Limited
• CRC för rumslig information
• CRC för växtbiosäkerhet
• Ergon energi
• ROAMES
• Thales
• Sir Lawrence Wackett Center (RMIT)
• Politechnico di Torino
• Universidad Politecnica de Madrid
• Cetacean Research Unit (Murdoch University)
• ETH Zürich
• ARS Electronica