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无人机的起源续

行业资讯 2020-06-01 15:25

无人机起源于军事领域,经过几十年的发展,目前已经进入了快速发展期,种类越来越多,应用领域不断拓展,任务类型越来越广泛。“平台无人,系统有人”是无人机系统的基本特征,与有人飞机相比,无人机可有效避免人员伤亡,具有持续工作能力强、全寿命周期成本低等特点,在尺寸、速度和机动性等方面也具有独特的优势。在军事领域,无人机可以执行情报、侦察、监视、干扰和打击等任务,在民用方面,可用于农业植保、森林防火、电力(管道)巡检和地质勘探。随着无人机的自主能力和智能化水平不断提高,其控制方式逐步从简单的遥控、程控方式向人机智能融合交互控制,甚至是全自主控制方向发展,其任务空域也逐步从执行情报、监视与侦察任务的安全性空域向干扰、打击等对抗性空域发展。由于单架无人机所能携带的任务载荷相对单一,执行任务能力有限,而通过多架无人机的能力互补和行动协调,可实现整个系统效能的提升,无人机的应用样式逐步从单平台向多平台“集群”方向发展。

   

生物群集行为是一种普遍存在的自然现象,从成群迁移的角马、集体飞行的鸽子、结队巡游的鱼类,到觅食的蚂蚁、采蜜的蜜蜂,乃至细菌等微生物、细胞和蛋白质,不同尺度的生命体都存在着复杂的群体行为。在生物群体中,个体的感知/行动能力有限,遵循简单的行为规则,却能够通过相互协作完成迁徙、觅食、筑巢、御敌等复杂的团队活动,在群体层面上呈现出有序的自组织协调行为。生物群体既能形成协调有序的集体运动模式,又能快速、一致地应对外界刺激,表现出分布式、自组织、协作性、稳定性等特点以及对环境的适应能力。这种高效灵活的运动模式的内在机理和作用规律,长期以来一直是生物群集研究的核心问题。

   

若缺乏科学、高效的决策方法与控制策略,无人机集群将难以发挥协同的优势,无人机之间可能会在时间、空间和任务层面上存在矛盾,发生冲突、碰撞的危险,导致既定任务无法完成。因此,建立一种高效的无人机集群管理和控制体系,对于应对复杂、动态、不确定的战场环境,最大化地发挥无人机自身性能具有极其重要的现实意义。而生物群体行为中所体现的分布式、自适应、鲁棒性等特点,与实现无人机集群协调自主控制的要求相符合。研究生物群集行为的内部作用机理,并将其映射到无人机集群协调自主控制中,可以提高无人机在复杂环境条件下的智能决策和规划能力。

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