【正文】 南昌航空大學(xué), 2012.[29] 陳思靜, 張可, 賀穎. 高動態(tài)自組織無人機網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計與模式研究[J]. 計算機科學(xué), 2015, 42(2):5054.[30] ！中國67架固定翼無人機集群飛行[EB/OL].,20161107[31] 航展上中國展示世界最大規(guī)模集群無人機實驗 未來空戰(zhàn)形態(tài)亮相[EB/OL]. ,20161101[32] 沈林成等. 多無人機自主協(xié)同控制理論與方法[M]. 國防工業(yè)出版社, 2013.[33] 沈林成, 陳璟, 王楠. 飛行器任務(wù)規(guī)劃技術(shù)綜述[J]. 航空學(xué)報, 2014, 35(3):593606.[34] Frazzoli E, Dahleh M A, Feron E. Realtime motion planning for agile autonomous vehicles[C]// American Control Conference, 2001. Proceedings of the. IEEE, 2001:4349 .[35] Goerzen C, Kong Z, Mettler B. A Survey of Motion Planning Algorithms from the Perspective of Autonomous UAV Guidance[J]. Journal of Intelligent amp。此外，面向復(fù)雜作戰(zhàn)任務(wù)，如何規(guī)劃多架無人機攜帶不同載荷配合作戰(zhàn)，這一系列問題都有待解決。在目前無人機集群技術(shù)的基礎(chǔ)上，本文對無人機集群技術(shù)里的集群偵察技術(shù)進行了深入的思考?，F(xiàn)如今有兩種方案：一是航跡規(guī)劃在任務(wù)規(guī)劃之前，航跡規(guī)劃的結(jié)果是對單個無人機執(zhí)行該任務(wù)的資源消耗代價的估計，是作為任務(wù)規(guī)劃的計算考慮的重要參數(shù)，這是目前最常見方案。目前，航跡規(guī)劃技術(shù)主要有飛行環(huán)境建模和規(guī)劃路線求解兩部分組成[33]。在應(yīng)對突發(fā)情況，比如，無人機損毀，目標變動，任務(wù)更改等情況時，分布式任務(wù)規(guī)劃往往表現(xiàn)得比集中式較好。針對這類問題，可以看成是組合優(yōu)化類問題，現(xiàn)在有集中式任務(wù)規(guī)劃和分布式任務(wù)規(guī)劃兩個求解方向[32]。我們可以使集群的單個無人機不僅可以作為信息發(fā)送和接收節(jié)點，同時也可以作為信息轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，這樣集群損失某些個體后，系統(tǒng)的聯(lián)通性不受影響；(3) 與控制系統(tǒng)耦合性好，通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是為能更好的控制集群和完成任務(wù)而服務(wù)的，那么通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計必須和控制系統(tǒng)架構(gòu)相結(jié)合。系統(tǒng)控制技術(shù)應(yīng)該具有如下幾個特點：(1) 安全性，由于無人機集群的數(shù)量比較多，要保證系統(tǒng)內(nèi)的所有單個個體間不能有沖突，因此無人機之間的規(guī)避控制技術(shù)很大的保障了無人機集群安全飛行；(2) 實時高效性，即控制應(yīng)該實時高效，控制系統(tǒng)以便能在意外發(fā)生或者任務(wù)有所改變時做出及時的處理；(3) 穩(wěn)定性高，也就是具備強的魯棒性，即無人機可以隨時退出或者加入集群，而不會影響控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)；(4) 結(jié)構(gòu)分布性，即由于在集中式控制的情況下，集群數(shù)量的增加將會極大的提升集中控制的難度，因此我們應(yīng)采用分布式設(shè)計，保證數(shù)量的增加給系統(tǒng)的控制不會產(chǎn)生大的影響。 5)如果在任務(wù)中遇到個體損毀或者添加新的任務(wù)，對突發(fā)情況進行分析，重新進行任務(wù)分析，然后進行任務(wù)規(guī)劃和航跡規(guī)劃，繼續(xù)完成偵察任務(wù)；6)任務(wù)執(zhí)行完畢后，以一定的編隊形式依據(jù)飛行規(guī)則返回指定機場降落，任務(wù)結(jié)束。 集群偵察流程設(shè)計無人機集群飛行不同于以往的機群飛行，經(jīng)過系統(tǒng)控制架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)的有機結(jié)合，集群可產(chǎn)生新的能力或原有能力發(fā)生質(zhì)的變化。當無人機的尺寸發(fā)展到可以單兵攜帶或者幾個單兵拆解組裝攜帶時，偵察任務(wù)將會變成全地形無死角偵察。再加上集群的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)自愈合的能力，那么某些飛行折損率高的危險區(qū)域，一般個體無人機會放棄偵察任務(wù)，但無人機集群卻可以進行偵察。無人機集群具有分布式探測能力和集群智慧，再加上集群如果具有動態(tài)網(wǎng)絡(luò)自愈合能力，那么集群偵察技術(shù)相比普通偵察技術(shù)有如下的優(yōu)勢。無人機集群技術(shù)可以分為：集群偵察，集群干擾，集群打擊，集群對抗等任務(wù)。最近，在珠海航展上，中國電子科技集團公司（CETC）披露了我國第一個固定翼無人機集群試驗原型系統(tǒng)，實現(xiàn)了67架規(guī)模的集群原理驗證，打破之前由美國海軍保持的50架固定翼無人機集群的世界紀錄，預(yù)示著我國在這一領(lǐng)域已經(jīng)取得突破性進展，進入無人系統(tǒng)技術(shù)全球第一梯隊[30][31]。周紹磊等人通過設(shè)計編隊控制器，證明了切換拓撲下無人機集群系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對指定軌跡的跟蹤并且實現(xiàn)時變編隊飛行[26]。目前，很多算法被用來解決航跡規(guī)劃問題，梯度法、樣條插值法、非線性規(guī)劃法、動態(tài)規(guī)劃法、圖論法、A*搜索算法[17]、模擬退火算法、遺傳算法[18]、蟻群算法[19]、粒子群算法[20]、蜂群算法[21]等，上述方法在求解最優(yōu)航跡是都有良好的表現(xiàn)。在任務(wù)規(guī)劃方面，趙明，李濤等人對三維多無人機系統(tǒng)協(xié)同規(guī)劃進行了詳細的表述[13]。在圖3中我們可以看見規(guī)劃中繪制的SUAS實施蜂群作戰(zhàn)想象圖。圖1 無人機系統(tǒng)路線圖 The development map of UAV system基于集群技術(shù)的發(fā)展，2015年DARPA又提出一項名為“Gremlins（小精靈）”的計劃[11]。2002年，美國空軍研究實驗室（AFRL）的Bruce 等通過研究證明了無人機集群的優(yōu)越性[8]。在這次會議上，他指出集群技術(shù)將會是以后用于解決無人化作戰(zhàn)的突破口，也是未來無人機技術(shù)的發(fā)展方向。但當這些簡單的個