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无人机集群表演=无人机智能集群

作者:admin   发布时间:2020-06-19   浏览:次   分享:

当人们看到天空中成群结队的飞鸟时,会想到说现在的无人机也可以这样吗?有的人说,已经实现了??!你看那些表演的无人机编队不就是吗?比如前不久火爆全网的哈工大集群无人机表演。

但事实上,相对于智能集群来说,用于表演的无人机集群距离真正的”智能”还相差较远,就类似于传统武术的套路表演,只是按照招式走一下流程,飞机和飞机之间毫无互动和联系,仅仅是表演而已,与智能集群相距甚远。

那什么是真正的无人机智能集群呢?

简单的说,就是无人机群要在人工智能的控制下,可以自主完成很多任务。而“集群智能”技术的灵感源于蚁群、蜂群等自然界中的集群生物,这类型的生物都有同样的特点,那就是单体都是很弱小的,而且也没什么智能,但是这些生物却是有着非常强大的群体协作能力,能够完成诸如蜂巢、蚁穴等即使是对人类来说,也都非常精巧复杂的“工程”。所以,现在的无人机集群智能技术就是模拟了,蜜蜂和蚂蚁之间的沟通协作方式,并且以此来增强无人机群的整体作战能力。

那现在无人机集群技术水平的现状如何呢?

智能集群 (Swarm Intelligence)的研究起始于1959年法国生物学家PierrePaul Grasse,研究发现昆虫之间存在高度结构化组织完成远远超出个体能力的复杂任务,蚁群的工作模式就是这种智能集群的经典代表,它们通过单体之间简单的相互沟通协调,表现出大规模集群的智能行为。通过对昆虫间智能集群行为的探索逐渐涌现了诸多智能集群算法,如蚁群算法(Ant Colony System, ACS)和粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization, PSO)。智能无人机集群就是基于生物集群行为,以单个无人机间通过彼此的感知交互、信息传递、协同工作在险恶的环境下可以低成本完成多样性的复杂任务。

国内外智能无人机集群发展现状

通过单体之间的紧密协作,体现智能无人机集群体作战性能的优越性,世界各国均致力开展智能无人机集群的研究,已经成为无人机领域的一个重要发展方向。美国通过国防高级研究局 (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)和海军研究实验室(United States Naval Research Laboratory, NRL)等机构全力探究无人机集群最新技术,应用于军事发展,以保证其全球军事技术领先。目前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目(CODE)、“山鹑”(Perdix)微型无人机项目、低成本无人机集群技术项目(LOCUST)等。

其主要特点如表1所示。

而对于我国来说,无人机技术起步较晚,但发展迅速,以智能集群技术尤为突出。中国电子科技科集团公司 (CETC)曾在分别在2016年和2017年完成了67架和119架固定翼无人机集群飞行试验,刷新了无人机集群飞行数量的新纪录,试验成功的演示了编队起飞、自主集 群飞行、分布式广域监视、感知与规避等智能无人机集群技术。同时国内一些有实力的公司也成功开发出无人机集群智能开发平台,供高校老师和者研究所人员在实验平台上开发出新的算法,有效实现集群基于分布式计算下,完成更为复杂的动作和协同。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算法的修改和验证,可快速实现多种无人机单机飞行任务、如自主悬停、轨迹规划等。也可快速实现多无人机集群控制算法,包括多机飞圆 形、多机飞八字,多机区域覆盖等,为无人机控制及多机集群控制等教学演示及二次开发实验提供核心设备支撑。

而且对于技术先进的公司,所开发的系统是基于 MATLAB/Simulink 开发,不需要修改底层代码即可快速对科研团队的控制或编队算法进行验证。让学校实验室专注于算法研究工作,检验理论成果,提升实验效率,大大推动教学研一体化进程,加速教学、科研的进度。系统支持无人机多机编队控制算法设计与实现,可对多无人机协同编队控制技术、信息感知技术、数据融合技术、任务分配技术、航迹规划技术、编队控制技术、通信组网技术和虚拟/实物验证实验平台技术等无人机多机编队关键技术进行研究教学,可开展编队通信原理、集群算法、无人机集群作战运用等实践教学。

智能无人机集群技术作为一种具有颠覆性的智能集群技术,具有恶环境适应性强协同作战能力强,智能程度高等优势,备受各国重视,目前正处于飞速发展阶段,随着相关技术的日益成熟,智能无人机集群必将作为无人机系统的重要组成部分成为未来战场中的重要作战样式,在战争中扮演重要的角色甚至改变战局。

该技术团队由北京航空航天大学、清华大学、哈尔滨工业大学等知名高校毕业的博士和硕士组成,拥有多年教育类无人机系统的研发经验,卓翼智能公司与多个高校建立重点实验室合作,与北航、清华大学、浙江大学、哈工大等多所著名高校的飞行控制实验室建立长期深度合作。数位资历深厚的北航教授、副教授担任技术顾问,确保研发环境和设备的先进性及行业技术的前瞻性。在无人机设计开发系统、飞行控制、抗风稳定、slam视觉导航、集群与协同、高精度室内定位系统、无人车等多个领域拥有国内一流的核心技术,拥有国内多项技术专利。


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