無(wú)人機(jī)集群技術(shù)核心
集群控制算法
多無(wú)人飛行器系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)相互間的協(xié)同就必須確定無(wú)人飛行器之間邏輯上和物理上的信息關(guān)系和控制關(guān)系，針對(duì)這些問(wèn)題而進(jìn)行的體系結(jié)構(gòu)研究可以將多無(wú)人飛行器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制有飛行器地結(jié)合起來(lái)，保證多無(wú)人飛行器系統(tǒng)中信息流和控制流的暢通，為無(wú)人飛行器之間的交互提供框架。集群控制算法不僅要保證多無(wú)人飛行器之間能有效地進(jìn)行協(xié)同，而且不依賴于無(wú)人飛行器的數(shù)量，即無(wú)人飛行器可以隨時(shí)退出或者加入集群，而不會(huì)影響控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。
通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
在多無(wú)人飛行器協(xié)同任務(wù)自組織系統(tǒng)中，無(wú)人飛行器作為通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其空間的分布決定了網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有著不同的通信性能。在一定的通信拓?fù)浼靶阅芟?，根?jù)所執(zhí)行的任務(wù)分配通信資源，提高通信質(zhì)量，是集群技術(shù)的難題之一。
控制算法與通訊技術(shù)的耦合
多無(wú)人飛行器為了提高協(xié)同完成任務(wù)的效能，需要進(jìn)行信息交互。為了使得所交互的信息及時(shí)完整地進(jìn)行傳輸，對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)性能有一定的要求?；谕ㄐ刨|(zhì)量約束的協(xié)同控制方法，就是在當(dāng)前的通信服務(wù)質(zhì)量約束下，設(shè)計(jì)多無(wú)人飛行器協(xié)同控制方法，使得在這種控制方法下，多無(wú)人飛行器的運(yùn)動(dòng)既滿足任務(wù)需求，又可以使得多無(wú)人飛行器構(gòu)造的通信網(wǎng)絡(luò)性能，滿足信息及時(shí)完整傳輸?shù)男枨螅M(jìn)而提高多無(wú)人飛行器協(xié)同完成任務(wù)的效能。
任務(wù)規(guī)劃技術(shù)
為了實(shí)現(xiàn)多無(wú)人飛行器之間有效的任務(wù)協(xié)同，同時(shí)保證控制結(jié)構(gòu)不依賴于無(wú)人飛行器的數(shù)量，構(gòu)建多無(wú)人飛行器協(xié)同任務(wù)自組織系統(tǒng)分布式體系結(jié)構(gòu)，各無(wú)人飛行器的基本行為和簡(jiǎn)單任務(wù)由無(wú)人飛行器自己自主完成，當(dāng)面臨復(fù)雜任務(wù)和需要協(xié)作的任務(wù)時(shí)，當(dāng)前無(wú)人飛行器可以把任務(wù)信息和資源需求發(fā)布到由各無(wú)人飛行器組成的網(wǎng)絡(luò)上，各無(wú)人飛行器可以根據(jù)自身當(dāng)前任務(wù)和資源情況予以響應(yīng)。
這樣，任意一個(gè)無(wú)人飛行器的退出或加入，都不會(huì)對(duì)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)帶來(lái)影響。
路徑規(guī)劃技術(shù)
無(wú)人機(jī)在實(shí)際飛行中如果存在突發(fā)狀況，必須進(jìn)行航跡重新規(guī)劃，以以規(guī)避威脅。為滿足協(xié)同工作時(shí)的時(shí)效性，重新規(guī)劃所采用的算法必須具有實(shí)時(shí)、高效的特點(diǎn)。因此，可以根據(jù)蜂群算法領(lǐng)域搜索的特點(diǎn)，以參考航跡的突發(fā)威脅作為領(lǐng)蜂航跡，跟隨蜂僅在參考航跡的突發(fā)威脅段進(jìn)行領(lǐng)域搜索，而不需要對(duì)整條航跡進(jìn)行搜索，由此可以快速獲得修正航跡段，并替換原突發(fā)威脅航跡段，整個(gè)飛行過(guò)程中，無(wú)人機(jī)根據(jù)獲得的威脅信息，不斷修正參考航跡，直至達(dá)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。
轉(zhuǎn)載于網(wǎng)絡(luò)
