【正文】 人機集群技術正處于快速發(fā)展階段，隨著戰(zhàn)場環(huán)境的日益惡化，無人機自主能力的不斷提高，以及小型無人機的載荷也將實現(xiàn)多樣化，以后將會實現(xiàn)小型“察打擾一體化”無人機集群完全自主作戰(zhàn)。此外，面向復雜作戰(zhàn)任務，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?，F(xiàn)如今有兩種方案：一是航跡規(guī)劃在任務規(guī)劃之前，航跡規(guī)劃的結果是對單個無人機執(zhí)行該任務的資源消耗代價的估計，是作為任務規(guī)劃的計算考慮的重要參數(shù)，這是目前最常見方案。在應對突發(fā)情況，比如，無人機損毀，目標變動，任務更改等情況時，分布式任務規(guī)劃往往表現(xiàn)得比集中式較好。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)絡應該是為能更好的控制集群和完成任務而服務的，那么通信網(wǎng)絡的設計必須和控制系統(tǒng)架構相結合。 5)如果在任務中遇到個體損毀或者添加新的任務，對突發(fā)情況進行分析，重新進行任務分析，然后進行任務規(guī)劃和航跡規(guī)劃，繼續(xù)完成偵察任務；6)任務執(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，任務結束。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，偵察任務將會變成全地形無死角偵察。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)絡自愈合能力，那么集群偵察技術相比普通偵察技術有如下的優(yōu)勢。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，預示著我國在這一領域已經(jīng)取得突破性進展，進入無人系統(tǒng)技術全球第一梯隊[30][31]。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。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]。但當這些簡單的個體組成集群后，集群的能力往往會出現(xiàn)驚人的增長，可以解決很多單個個體無法解決的問題。無人機對地偵察是指通過無人機機載成像系統(tǒng)或其他偵察載荷，及時獲取指定區(qū)域情報信息的過程[1]。本文設計了無人機集群偵察的系統(tǒng)架構，分析了系統(tǒng)的優(yōu)勢，指出了關鍵技術并提出了相關問題的解決辦法。 reconnaissance7 第11期0 引言收稿日期： 修回日期：基金項目：作者簡介：江建軍（1994），男，四川達州人，碩士在讀，主要從事無人機偵察資源調(diào)度方面的研究。集群技術的發(fā)展使我們看到了它所能給無人機偵察技術帶來的改變，集群無人機可以很好的完成區(qū)域目標偵察和動態(tài)實時偵察。2016年8月，在CCFGAIR峰會上，賓夕法尼亞大學工程學院院長、IEEE、ASME Fellow，美國國家工程院院士Vijay Kumar教授提出來他關于無人機發(fā)展方向的5S趨勢理論：Small（小型），Safe（安全），Smart（智能），Speed（敏捷）和Swarm（集群）。2013年，Kushleyev等人讓20架小型四旋翼無人機（75g）在室內(nèi)組成各種形狀的飛行編隊，在集群技術領域取得了突破[10]。特別是如今智能優(yōu)化算法的發(fā)展，以及人工智能技術的進步，使集群技術里的難題得到了很好的解決。在集群控制方面，在對于無人機避免碰撞的問題上，楊祖強等人運用四維（三維位置與時間）規(guī)劃技術廣義tau理論出色的完成多機協(xié)同任務飛行[25]。圖4 珠海航展現(xiàn)場資料圖片 Zhuhai air show site information picture圖5 現(xiàn)場仿真圖片 Live simulation picture2 無人機集群偵察技術思考無人機集群在現(xiàn)代戰(zhàn)場中有著明顯的優(yōu)勢。相比以前的昂貴的單個多功能無人機有著更明顯的優(yōu)勢。因此無人機集群在執(zhí)行偵察任務時，偵察質(zhì)量將會有保障，而且系統(tǒng)的魯棒性更好，也就是面臨突發(fā)狀況時系統(tǒng)的可靠性更高。對于以前的控制算法，當集群的數(shù)量線性增加時，控制算法的復雜度將會是超線性的增加。 集群任務規(guī)劃技術為了實現(xiàn)在保證集群完成任務的質(zhì)量的同時，完成任務所消耗的資源最小，與此同時還需要保證控制結構不依賴于集群內(nèi)無人機的數(shù)量，保證集群的自愈合優(yōu)點，以及構建集群的自組織系統(tǒng)的分布式結構，我們需要給出最優(yōu)的集群組成方案。因此，航跡規(guī)劃技術必須具有以下特點a， 安全性，各個航跡之間不能用沖突；b， 可行性，航跡必須貼近實際飛行，安全可飛；c， 高效性，算法的好壞直接決定系統(tǒng)執(zhí)行任務的反應時間；d， 最優(yōu)性，規(guī)劃出來的航跡必須要求是最優(yōu)路線。3 結束語本文首先對集群技術的發(fā)展進行了介紹，然后敘述了集群技術應用于無人機領域的研究現(xiàn)狀。 Robotic Systems, 2010, 57(1):65100.[36] 齊乃明, 孫小雷, 董程,等. 航跡預測的多無人機任務規(guī)劃方法[J]. 哈爾濱工業(yè)大學學報, 2016, 48(4):3236.[37] 付毅飛. 專家詳解小型無人機系統(tǒng)集群作戰(zhàn)[N]. 科技日報,20160530(003).