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无(wú)人机集(jí)群表(biǎo)演=无人机智能集群

作者:时时企闻网观   发布时间(jiān):   浏(liú)览:0次(cì)   分享:

当人(rén)们看(kàn)到天空中成群结队的飞鸟时(shí),会想到说现在的无(wú)人机也可以这(zhè)样吗?有的人(rén)说,已经实现了啊!你看那些(xiē)表演的无人机编队不就是吗(ma)?比如前不久火爆全网(wǎng)的哈工大(dà)集群无人(rén)机(jī)表演(yǎn)。

但事实上,相对于智能集群来(lái)说,用于表演的无人机集群距离真正的”智能”还相差较远,就类(lèi)似(sì)于传统武术的(de)套路表演,只是按照(zhào)招式走一(yī)下流程,飞(fēi)机和飞机之间毫无互(hù)动和联系,仅仅(jǐn)是表演而已(yǐ),与智能集群相距甚远。

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那什么是(shì)真正的(de)无人机智(zhì)能集群呢?

简单的说,就是无人(rén)机群要在人工智能的(de)控制下,可以自主完成很多任(rèn)务。而(ér)“集群智能”技术的灵(líng)感源于蚁群、蜂群(qún)等自然界中(zhōng)的集群生物,这(zhè)类(lèi)型的生物都有同样的特点,那就是单体都是很弱小(xiǎo)的,而且也没什么智能,但是这些生物却(què)是有着非(fēi)常强(qiáng)大的群体协作能力,能(néng)够完成诸如蜂巢、蚁穴等即使是对人类来说(shuō),也都非常精(jīng)巧复(fù)杂的(de)“工程”。所以(yǐ),现在的无人机集群智能技术就是模拟了,蜜蜂和蚂蚁(yǐ)之间(jiān)的(de)沟通(tōng)协作(zuò)方式,并且(qiě)以此来增强无人机(jī)群的整体作战能力(lì)。

那现在无人(rén)机集群技术水平的现状如何呢(ne)?

智能集群 (Swarm Intelligence)的研(yán)究起始于1959年(nián)法国生(shēng)物学家PierrePaul Grasse,研究发现昆虫之间存(cún)在高度结构化组(zǔ)织(zhī)完成(chéng)远远超出个体能(néng)力的复杂任务,蚁群的工作模式(shì)就是这种(zhǒng)智能(néng)集(jí)群的经典代表,它们通(tōng)过单体(tǐ)之(zhī)间简单的相互沟通协调,表现(xiàn)出大(dà)规模集群的智能行(háng)为。通过对昆虫间(jiān)智能(néng)集(jí)群行为的探(tàn)索逐渐涌现了(le)诸多智能集群算法,如(rú)蚁群算法(Ant Colony System, ACS)和粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization, PSO)。智(zhì)能无(wú)人(rén)机集(jí)群就是基于生物集群行为,以(yǐ)单个无人机间通过彼此的感知交互、信息传递、协同工(gōng)作在险(xiǎn)恶的环境下(xià)可以低成本完成多(duō)样性(xìng)的复杂(zá)任务。

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国内外(wài)智能(néng)无人机集(jí)群发展(zhǎn)现状

通过单体之间(jiān)的紧密协作,体现智能无人(rén)机(jī)集群体(tǐ)作战(zhàn)性能(néng)的(de)优越性(xìng),世界各(gè)国(guó)均致力开展智能(néng)无人机集群的(de)研究,已经成为无人机领(lǐng)域(yù)的一个重(chóng)要发展方向。美国通过国防(fáng)高级研究局 (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)和海军研究(jiū)实(shí)验室(United States Naval Research Laboratory, NRL)等机构全力探(tàn)究无人机集群最新技术,应(yīng)用于军事发展,以保证其(qí)全(quán)球军事技术领先。目前(qián)典型的无人机集群技术有:小精灵(Gremlins)项目、拒止环境中协同作战项(xiàng)目(mù)(CODE)、“山鹑”(Perdix)微型无人机项目、低成本无人机集群(qún)技术项目(LOCUST)等。

其主要特(tè)点如表(biǎo)1所示(shì)。

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而(ér)对于我国来(lái)说,无人机(jī)技术起步较(jiào)晚(wǎn),但发展迅速,以智能集群技术尤为突出。中(zhōng)国电子(zǐ)科(kē)技科集团公司 (CETC)曾在(zài)分(fèn)别在2016年和2017年完成了67架和119架固(gù)定翼无(wú)人机集群飞行(háng)试(shì)验,刷新了无人机(jī)集群(qún)飞行数量的新(xīn)纪(jì)录,试验成(chéng)功的演示了编(biān)队起(qǐ)飞、自主集 群飞行、分布式(shì)广域监视、感知与规避等智能(néng)无人机集群技(jì)术。同时国内一些有(yǒu)实力的公司也成功开发出无(wú)人(rén)机集群智能(néng)开发平台,供高校老师和者研究所人(rén)员(yuán)在实验平(píng)台上开发出新的(de)算(suàn)法,有效(xiào)实现集群(qún)基于分布(bù)式计算下,完成更(gèng)为复杂的(de)动作和协(xié)同(tóng)。而且系统开放性强,用户不需要掌握太多的底层编程技术即可完成(chéng)算法(fǎ)的修改(gǎi)和验(yàn)证,可快速实(shí)现(xiàn)多种无人机单机飞行任务、如自(zì)主悬停、轨迹(jì)规划等。也可快速(sù)实现多无人机集群控制算法,包括多机飞圆 形、多(duō)机飞八字,多机区域覆盖等,为无人(rén)机控(kòng)制及多机集群控制(zhì)等教学(xué)演(yǎn)示及(jí)二次开发实验提供核心(xīn)设备(bèi)支(zhī)撑。

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而且对于技术先进的公司,所(suǒ)开(kāi)发的系(xì)统是基于 MATLAB/Simulink 开(kāi)发,不需要修改底层代码即可快速对科(kē)研团队(duì)的控制或编队(duì)算(suàn)法进行验证。让学校实验室(shì)专(zhuān)注于(yú)算法(fǎ)研究工作,检(jiǎn)验理论成果,提升(shēng)实验效率,大大推动教学研一体化进(jìn)程,加速教(jiāo)学、科研的(de)进(jìn)度。系统支持无人机多机编(biān)队控制算法设计(jì)与实现,可对多无人(rén)机协(xié)同编(biān)队控制技术、信息感知技术、数据融合(hé)技术、任(rèn)务分配技术、航迹规划技术、编队控制技(jì)术、通信(xìn)组网技术和(hé)虚拟/实物验证实验平台(tái)技术等(děng)无(wú)人(rén)机多机编队关键技术进行(háng)研究教学,可开展编队通信原理、集群算法(fǎ)、无(wú)人机集群作战运用等实践(jiàn)教学。

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智能(néng)无(wú)人机集群技术作为一种具有颠覆性的智(zhì)能集群技术,具有恶环境适应(yīng)性强协同作战能力强(qiáng),智(zhì)能程(chéng)度高等优势,备受(shòu)各(gè)国重视,目前正处(chù)于飞速发展(zhǎn)阶段,随着相关(guān)技术的(de)日(rì)益(yì)成熟,智能无人机集群(qún)必将作为无人机系统的重要(yào)组成部(bù)分(fèn)成为未(wèi)来战场中的重要作(zuò)战样(yàng)式,在战争中扮(bàn)演重要的角(jiǎo)色(sè)甚至改(gǎi)变(biàn)战(zhàn)局。

该技术团队由北京航空航(háng)天大学、清华(huá)大学、哈(hā)尔滨工业大学等知名(míng)高校毕业的博(bó)士和硕士组成,拥有(yǒu)多年教育(yù)类无人机系(xì)统的(de)研发经验(yàn),卓翼智能公司与多个(gè)高校建立重点实验室合作,与(yǔ)北航、清华大(dà)学、浙江大(dà)学、哈工大等(děng)多(duō)所著名(míng)高校的飞(fēi)行控制实(shí)验室(shì)建(jiàn)立长期深(shēn)度(dù)合作。数位资历(lì)深厚的北航教授、副教授担任(rèn)技术顾(gù)问(wèn),确保研发环境和设备的(de)先(xiān)进性及行业技术的前(qián)瞻性。在无人(rén)机设计开发系统、飞行控制、抗风(fēng)稳定、slam视觉导(dǎo)航、集群与协(xié)同、高(gāo)精度室(shì)内定位系统、无人车(chē)等多个领域拥(yōng)有国内一(yī)流的(de)核心技术,拥有国内多项技术专利。


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