Австралийский исследовательский центр аэрокосмической автоматизации

Австралийский исследовательский центр аэрокосмической автоматизации ( ARCAA ) был исследовательским центром Квинслендского технологического университета . ARCAA провела исследования по всем аспектам авиационной автоматизации, уделяя особое внимание автономным технологиям, которые обеспечивают более эффективное и безопасное использование воздушного пространства, а также разработке автономных самолетов и бортовых сенсорных систем для широкого спектра коммерческих применений.

История

ARCAA была детищем покойного профессора Рода Уокера из тогдашней Школы инженерных систем QUT; Профессор QUT Джонатан Робертс (когда он работал в CSIRO); и профессор Питер Корк из Школы электротехники и компьютерных систем QUT (когда он работал в CSIRO).

В 2008 году QUT и CSIRO заключили пятилетнее соглашение о совместном исследовательском предприятии по созданию Австралийского исследовательского центра аэрокосмической автоматизации. Создание физического центра финансировалось совместно с Фондом интеллектуальных государственных исследовательских центров правительства Квинсленда .

В 2013 году ARCAA вступила в новый этап деятельности, поскольку совместное предприятие QUT и CSIRO прекратило свое существование. Однако тесное исследовательское сотрудничество между QUT и CSIRO продолжается, особенно в рамках флагманского исследовательского проекта Project ResQu.

Научные интересы ARCAA включали темы беспилотных авиационных систем , автоматизацию воздушного пространства и смежные области. С 2007 года является соорганизатором ежегодного международного мероприятия по робототехнике UAV Outback Challenge .

Недавние проекты

Премия ARC Discovery Early Career Researcher (DECRA) – Разработка новых концепций повышения безопасности в чрезвычайных ситуациях на самолетах Целью этого проекта было создание аварийной системы на основе новых алгоритмов обнаружения, управления и планирования, которые можно использовать в конкретных случаях для улучшения визуальной осведомленности пилота в сценариях аварийной вынужденной посадки. Эта работа была оценена в контексте проблем обнаружения и наведения посадочной площадки и проверена на парке пилотируемых и беспилотных самолетов ARCAA.

БАС для проверки ржавчины Myrtle В этом исследовании изучалось воздействие миртовой ржавчины на виды-хозяева Melaleuca quinquenervia в зависимости от окружающей среды. Прямое воздействие на хозяев M. quinquenervia оценивалось с использованием описанных выше методов фотографирования полога, полученных с помощью БПЛА, оснащенных камерами EO, поскольку они предлагали достаточный метод для сбора мелкомасштабных данных о лесном пологе, включая показатели заболеваемости и серьезности, поскольку они могли летать. низкий и медленный. БАС поможет в изучении воздействия ржавчины мирта, позволяя оценить индивидуальную структуру (скопление спор на листе) и изменения в их пространственно-временной динамике.

БАС для оценки популяции коал Это было сравнительное исследование БПЛА, оснащенных тепловизионными камерами для подсчета населения в наземной местности. Целью проекта было оценить эффективность БПЛА для быстрой оценки плотности популяции коал.

Рои дронов для постоянных операций под управлением человека-оператора В рамках этого проекта исследовались технологии управления группами дронов (БПЛА), выполняющих такие задачи, как наблюдение, поиск и спасение, а также мониторинг пожаров.

Моделирование регионального воздушного пространства на основе приложений и разработка плана полета Этот проект был направлен на то, чтобы выяснить, как региональное воздушное пространство может регулярно принимать БПЛА, работающие в региональных районах.

Интерактивные системы Interactive Systems Group (ISG) — исследовательская группа, входящая в состав ARCAA. ISG провела исследование всех аспектов сложных человеко-машинных систем, в частности тех систем, которые включают в себя командование и контроль гетерогенных автономных агентов. Целью группы была разработка концепций, необходимых для безопасной и эффективной работы сложных взаимодействующих человеко-машинных систем в широком спектре применений.

Прошлые проекты

Проект ResQu В рамках этого двухлетнего проекта, совместно финансируемого Фондом Smart Futures правительства Квинсленда , Boeing Research & Technology Australia , Insitu Pacific Ltd., CSIRO и QUT, были проведены исследования безопасности и разработаны автоматизированные технологии безопасности, необходимые для обеспечения своевременного одобрения UA для восстановление после стихийных бедствий, а также регулярное предоставление выгод посредством обследований в области биобезопасности и управления ресурсами.

CRC PB5055 – БПЛА для биобезопасности растений Основной целью исследования была качественная оценка использования БПЛА для приложений биобезопасности. Цель заключалась в том, чтобы определить фундаментальные факторы, относящиеся к работе различных БАС, которые будут существенно влиять на то, как и где БАС могут быть эффективны на протяжении всего континуума биобезопасности предприятий. С этой целью правила регулирования и характеристики БПЛА были рассмотрены в сочетании с полезной нагрузкой датчиков, которую они могут нести. В совокупности результаты исследования могут быть использованы для информирования ключевых заинтересованных сторон относительно решений об использовании БПЛА в ближайшей и краткосрочной перспективе как части системы биобезопасности.

Предварительное исследование интеграции БПЛА в воздушное пространство и усовершенствованного управления конфликтами Этот проект выявил существующие работы по интеграции воздушного пространства беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), проводимые в других частях мира, и определил оперативные концепции, характерные для работы БПЛА в особых условиях Австралии. Хотя БПЛА еще предстоит регулярно входить в гражданское воздушное пространство, они становятся все более распространенными по мере выхода за пределы военной сферы в сферу деятельности правительства, частного сектора и коммерческих операторов. Ожидается, что в будущем их использование будет расти, поэтому необходимо обеспечить готовность австралийских систем управления воздушным движением к их обслуживанию.

БПЛА Green Falcon на солнечной энергии: междисциплинарный дизайн и планирование траектории на основе неопределенности для постоянного мониторинга газов в окружающей среде Этот проект был сосредоточен на развитии искусственного интеллекта, автономности и способности определять газ для БПЛА с электрическими и солнечными батареями. В отличие от других БПЛА на солнечной энергии, Green Falcon спроектирован так, чтобы быть экономичным, легким по весу и легко запускаемым вручную с минимальными требованиями к техническому обслуживанию. Конструкция обеспечивает повышенную выносливость по сравнению с другими БПЛА того же класса, что позволит Green Falcon обеспечить быстрое развертывание и будет особенно полезно в задачах биобезопасности растений, обнаружения газа, поисково-спасательных операциях или мониторинге пожаров.

Предотвращение столкновений на основе визуального представления Проект ARCAA по автоматизированным технологиям предупреждения о столкновениях самолетов на основе машинного зрения представлял собой двухлетний Австралийским исследовательским советом проект, финансируемый между Boeing Research & Technology и ARCAA. Цель проекта — изучить, как можно использовать технологию компьютерного зрения, чтобы достичь и превзойти эффективность пилотов-людей в обнаружении потенциальных столкновений самолетов, тем самым повышая безопасность мирового авиапарка.

усовершенствованная система помощи при полете (eFAS) для автоматизированного аэрофотосъемки сетей электропередач Целью этого проекта была разработка технологии планирования траектории полета, а также технологии наведения и управления самолетом, которая соответствовала бы уникальным особенностям задачи последовательного зондирования на малой высоте и ограниченной траектории с воздуха. Эта проблема определяется сбором с воздуха пространственной информации, которая связана с инфраструктурой типа «фидер» примерно линейной линии электропередачи. Предыдущие исследования , проведенные совместно с CRC for Spatial Information и Ergon Energy , уже продемонстрировали существенную важность базовых технологий автоматизации в таких крупномасштабных задачах проверки. Конкретной целью этого проекта была разработка дополнительных механизмов автоматизации, которые повышают эффективность контроля, эксплуатационную гибкость и эксплуатационную надежность, чтобы высококачественная пространственная информация могла быть доставлена ​​своевременно и экономически эффективно. Потенциальные преимущества расширенного 3D-планирования и управления полетом при проверке сетей электропередачи включают снижение рабочей нагрузки пилота при горизонтальном и вертикальном управлении самолетом за счет обеспечения безопасного горизонтального и вертикального отделения от местности/препятствий и позиционирования самолета на правильной высоте. , скорость и ориентация для эффективного сбора данных.

Технический и рыночный анализ систем датчиков карданного подвеса Этот проект представлял собой комплексную экспертизу, проведенную консультантами ARCAA и CRCSI в рамках исследования ROAMES для Ergon Energy. Основное внимание было уделено применению подвесных сенсорных систем, установленных на самолете, для захвата неподвижных изображений или видеоданных о опорах электропередач или других объектах.

Система помощи при полете Система помощи при полете (FAS) — это демонстрационный проект, помогающий Ergon Energy в разработке результатов исследований трехлетнего проекта CRC-SI, который был сосредоточен на приложениях для улучшения бизнеса Ergon Energy. Результатом проекта CRC-SI стало предложение по усовершенствованной бортовой системе управления растительностью, которая позволила бы экономить 14 миллионов австралийских долларов в год. Чтобы коммерциализировать результаты исследований, Ergon решил запустить проект дистанционного наблюдения, автоматического моделирования и экономического моделирования (ROAMES), важным компонентом которого является FAS. С тех пор компания ROAMES была продана Fugro Spatial Solutions.

Проект «Умное небо» Проект Smart Skies — это передовая исследовательская программа, изучающая исследования и разработки будущих технологий, которые будут способствовать эффективному использованию воздушного пространства как пилотируемыми, так и беспилотными самолетами. Основное внимание в нем уделялось исследованию и разработке трех ключевых перспективных авиационных технологий: автоматизированной системы управления эшелонированием, способной обеспечить гарантию эшелонирования в сложных условиях воздушного пространства; сенсорно-действующие системы для пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов, способные избегать столкновений с динамическими и статическими препятствиями; и мобильную систему слежения за самолетами, использующую экономичный радар и зависимые системы наблюдения.

Усовершенствования технологии проверки линий электропередачи с воздуха Трехлетний проект CRC-SI 6.07 для пространственной информации. Приложения для улучшения бизнеса в Ergon Energy были сосредоточены на точном наведении самолетов над линиями электропередач, обнаружении активов и растительности с использованием изображений LiDAR, а также обнаружении и классификации пород деревьев. Проект был успешно завершен в 2010 году и заложил фундаментальную основу для проекта ФАС.

Общее сетевое планирование Проект планирования всей сети включал исследование и разработку нового программного обеспечения для автоматической обработки до одного миллиона путевых точек для создания планов полета для проверки всей сети линий электропередачи Ergon Energy, протяженность которой составляет около 150 000 км и охватывает 97% штата Квинсленд, Австралия.

Ловушка для летающих спор Этот проект и связанные с ним исследования были направлены на определение потенциала использования беспилотного летательного аппарата, оснащенного ловушкой для спор, для обнаружения и мониторинга спор патогенов растений для биобезопасной Австралии. Цель заключалась в разработке системы отбора проб, которая имела бы возможность пространственного мониторинга грибковых спор и протоколов для интерпретации их пространственного распределения. Этот инструмент значительно расширит возможности обнаружения новых вторжений грибковых патогенов и позволит более точно определить границы их распространения. Эта технология позволит раньше обнаруживать вредителей растений или проникновение болезней в труднодоступные районы и обеспечит эффективный и действенный надзор с воздуха.

Исследовательские сотрудники

ARCAA проводила исследовательские проекты и консультировала широкий круг государственных, промышленных и академических учреждений. В проектах участвовали:

• КСИРО
• Правительство Квинсленда
• Австралийский исследовательский совет
• Управление по безопасности гражданской авиации
• Боинг исследований и технологий Австралии
• Боинг Исследования и технологии США
• Инситу Пасифик Лимитед
• CRC для пространственной информации
• CRC по биобезопасности растений
• Эргон Энерджи
• РОУМЫ
• Фалес
• Центр сэра Лоуренса Уокетта (RMIT)
• Политехнический институт Турина
• Политехнический университет Мадрида
• Отделение исследований китообразных (Университет Мердока)
• ETH Цюрих
• АРС Электроника