Autonomous Advanced Aerial Mobility — An End-to-end Autonomy Framework for UAVs and Beyond

要約

人間の介入なしに安全に航行し、割り当てられた任務を実行できる航空機ロボット、つまり乗客や荷物の完全自律型空中移動を開発することは、航空自律空間における研究、設計、開発の取り組みを導く大きなビジョンです。
しかし、空域を共有しながら完全に自律的に動作するあらゆる種類の航空機を同時に運用することは非常に困難です。
航空輸送部門の完全な自律性には、車両に動力を供給する技術の設計、複数のエージェントによるフリートの運用、航空部門の厳しい安全要件を満たす認証プロセスなど、いくつかの側面が含まれます。
そのため、自律型高度航空モビリティは依然として曖昧な用語であり、研究者や専門家にとっての影響は曖昧です。
このギャップに対処するために、都市エアモビリティなどのさまざまな用途での無人航空機 (UAV) や電動垂直離着陸 (eVTOL) 航空機の使用を含む、自律型高度航空モビリティの新興分野に関する包括的な展望を示します。
、荷物の配達、監視。
この記事では、センシング、知覚、計画、制御という 4 つの主要なブロックで構成される、スケーラブルで拡張可能な自律フレームワークを提案しています。
さらに、この記事では、マルチエージェントのフリート運用と管理における課題と機会、さらには自律航空機システムのテスト、検証、認証の側面についても説明しています。
最後に、この記事では、航空自律性のためのモノリシック モデルの可能性を探り、その利点と限界を分析します。
この視点は、自律型高度航空モビリティ分野とその将来の方向性の全体像を提供することを目的としています。

要約(オリジナル)

Developing aerial robots that can both safely navigate and execute assigned mission without any human intervention – i.e., fully autonomous aerial mobility of passengers and goods – is the larger vision that guides the research, design, and development efforts in the aerial autonomy space. However, it is highly challenging to concurrently operationalize all types of aerial vehicles that are operating fully autonomously sharing the airspace. Full autonomy of the aerial transportation sector includes several aspects, such as design of the technology that powers the vehicles, operations of multi-agent fleets, and process of certification that meets stringent safety requirements of aviation sector. Thereby, Autonomous Advanced Aerial Mobility is still a vague term and its consequences for researchers and professionals are ambiguous. To address this gap, we present a comprehensive perspective on the emerging field of autonomous advanced aerial mobility, which involves the use of unmanned aerial vehicles (UAVs) and electric vertical takeoff and landing (eVTOL) aircraft for various applications, such as urban air mobility, package delivery, and surveillance. The article proposes a scalable and extensible autonomy framework consisting of four main blocks: sensing, perception, planning, and controls. Furthermore, the article discusses the challenges and opportunities in multi-agent fleet operations and management, as well as the testing, validation, and certification aspects of autonomous aerial systems. Finally, the article explores the potential of monolithic models for aerial autonomy and analyzes their advantages and limitations. The perspective aims to provide a holistic picture of the autonomous advanced aerial mobility field and its future directions.

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