【正文】 3 結(jié)束語(yǔ)本文首先對(duì)集群技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了介紹，然后敘述了集群技術(shù)應(yīng)用于無人機(jī)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。 集群任務(wù)規(guī)劃技術(shù)為了實(shí)現(xiàn)在保證集群完成任務(wù)的質(zhì)量的同時(shí)，完成任務(wù)所消耗的資源最小，與此同時(shí)還需要保證控制結(jié)構(gòu)不依賴于集群內(nèi)無人機(jī)的數(shù)量，保證集群的自愈合優(yōu)點(diǎn)，以及構(gòu)建集群的自組織系統(tǒng)的分布式結(jié)構(gòu)，我們需要給出最優(yōu)的集群組成方案。因此無人機(jī)集群在執(zhí)行偵察任務(wù)時(shí)，偵察質(zhì)量將會(huì)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(shí)系統(tǒng)的可靠性更高。圖4 珠海航展現(xiàn)場(chǎng)資料圖片 Zhuhai air show site information picture圖5 現(xiàn)場(chǎng)仿真圖片 Live simulation picture2 無人機(jī)集群偵察技術(shù)思考無人機(jī)集群在現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)中有著明顯的優(yōu)勢(shì)。特別是如今智能優(yōu)化算法的發(fā)展，以及人工智能技術(shù)的進(jìn)步，使集群技術(shù)里的難題得到了很好的解決。2016年8月，在CCFGAIR峰會(huì)上，賓夕法尼亞大學(xué)工程學(xué)院院長(zhǎng)、IEEE、ASME Fellow，美國(guó)國(guó)家工程院院士Vijay Kumar教授提出來他關(guān)于無人機(jī)發(fā)展方向的5S趨勢(shì)理論：Small（小型），Safe（安全），Smart（智能），Speed（敏捷）和Swarm（集群）。 reconnaissance7 第11期0 引言收稿日期： 修回日期：基金項(xiàng)目：作者簡(jiǎn)介：江建軍（1994），男，四川達(dá)州人，碩士在讀，主要從事無人機(jī)偵察資源調(diào)度方面的研究。無人機(jī)對(duì)地偵察是指通過無人機(jī)機(jī)載成像系統(tǒng)或其他偵察載荷，及時(shí)獲取指定區(qū)域情報(bào)信息的過程[1]。2002年，美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）的Bruce 等通過研究證明了無人機(jī)集群的優(yōu)越性[8]。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(dòng)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)。無人機(jī)集群具有分布式探測(cè)能力和集群智慧，再加上集群如果具有動(dòng)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(shì)。 5)如果在任務(wù)中遇到個(gè)體損毀或者添加新的任務(wù)，對(duì)突發(fā)情況進(jìn)行分析，重新進(jìn)行任務(wù)分析，然后進(jìn)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(duì)形式依據(jù)飛行規(guī)則返回指定機(jī)場(chǎng)降落，任務(wù)結(jié)束。在應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，比如，無人機(jī)損毀，目標(biāo)變動(dòng)，任務(wù)更改等情況時(shí)，分布式任務(wù)規(guī)劃往往表現(xiàn)得比集中式較好。此外，面向復(fù)雜作戰(zhàn)任務(wù)，如何規(guī)劃多架無人機(jī)攜帶不同載荷配合作戰(zhàn)，這一系列問題都有待解決。任務(wù)規(guī)劃時(shí)會(huì)考慮單個(gè)無人機(jī)飛往目標(biāo)任務(wù)的飛行代價(jià)，根據(jù)航跡規(guī)劃的結(jié)果來進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃，因此快速求解最優(yōu)的航跡，可以幫助快速求解最優(yōu)的任務(wù)規(guī)劃方案。在一定的通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及性能下，根據(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)難題之一。由于集群的探測(cè)器分布較分散而且集群整體的智慧行為，因此控制好集群的隊(duì)形變換，可以同時(shí)對(duì)點(diǎn)目標(biāo)，線目標(biāo)，面目標(biāo)進(jìn)行偵察，而且對(duì)于部分重點(diǎn)區(qū)域還可以進(jìn)行全面覆蓋實(shí)時(shí)偵察，對(duì)于動(dòng)態(tài)目標(biāo)還可以進(jìn)行多機(jī)聯(lián)合跟蹤偵察。在組網(wǎng)通信方面，葛楊帆研究了無人機(jī)集群的路由協(xié)議，提出了一種多任務(wù)ferry群主移動(dòng)模型，能很好地提高網(wǎng)絡(luò)效率[28]。圖2 “小精靈”概念圖 Concept map of “Gremlins”2016年5月，美國(guó)空軍發(fā)布首份專門針對(duì)小型無人機(jī)系統(tǒng)（SUAS，其起飛重量小于600千克）的飛行規(guī)劃——《20162036年小型無人機(jī)系統(tǒng)飛行規(guī)劃》，希望在2036年實(shí)現(xiàn)無人機(jī)系統(tǒng)集群偵察作戰(zhàn)[12]。集群（Swarm）是指由實(shí)體（Entity）組成的擁有共同目標(biāo)的群組（Group），自組織（SelfOrganizing）是集群在獲取或者嘗試獲取該目標(biāo)時(shí)產(chǎn)生的協(xié)調(diào)行為[4]。3電光與控制第14卷關(guān)于無人機(jī)集群偵察技術(shù)的思考江建軍1，張 靜1，沈建京2，冉曉旻1（ 信息系統(tǒng)工程學(xué)院，鄭州 450001， 理學(xué)院，鄭州 450001）摘 要：無人機(jī)集群技術(shù)是當(dāng)今無人機(jī)技術(shù)里的熱點(diǎn)。1 無人機(jī)集群技術(shù) 集群概念的發(fā)展Grasse在1953年對(duì)昆蟲群落行為的研究，開始了對(duì)“集群”概念的研究[3]。在此計(jì)劃中，他們開發(fā)可重復(fù)使用的無人機(jī)群，即采用C130飛機(jī)投放網(wǎng)絡(luò)無人機(jī)集群，使無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)，執(zhí)行遠(yuǎn)距離電子攻擊和偵察任務(wù)，并在任務(wù)完成后對(duì)幸存無人機(jī)進(jìn)行回收的技術(shù)。 沈東等人設(shè)計(jì)了一種基于數(shù)字信息素的無人機(jī)集群搜索控制方法，實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)集群搜索控制，并且證明了無人機(jī)集群的搜索能力遠(yuǎn)高于無人機(jī)編隊(duì)[27]。無人機(jī)集群偵察技術(shù)是在以前的技術(shù)上，將無人機(jī)做到更小，同時(shí)執(zhí)行任務(wù)的無人機(jī)數(shù)量倍增，以成本低，數(shù)量大取得優(yōu)勢(shì)。 集群通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在多無人機(jī)集群協(xié)同任務(wù)自組織系統(tǒng)中，無人機(jī)作為通信網(wǎng)絡(luò)中的節(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。飛行環(huán)境的建模技術(shù)決定規(guī)劃航跡的可行性，常用的一些方法包括路標(biāo)圖法，單元分解法等[34][35]。參考文獻(xiàn)[1] 許友平,無人機(jī)對(duì)地偵察/攻擊航路規(guī)劃軟件系統(tǒng)的研制與研發(fā)［D］南京:南京航空航天大學(xué),2013[2] Paul Gerin Fahlstrom, Thomas James Gl