【正文】 3 結(jié)束語本文首先對集群技術(shù)的發(fā)展進行了介紹，然后敘述了集群技術(shù)應(yīng)用于無人機領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。 集群任務(wù)規(guī)劃技術(shù)為了實現(xiàn)在保證集群完成任務(wù)的質(zhì)量的同時，完成任務(wù)所消耗的資源最小，與此同時還需要保證控制結(jié)構(gòu)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(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。因此無人機集群在執(zhí)行偵察任務(wù)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。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(shù)思考無人機集群在現(xiàn)代戰(zhàn)場中有著明顯的優(yōu)勢。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峰會上，賓夕法尼亞大學(xué)工程學(xué)院院長、IEEE、ASME Fellow，美國國家工程院院士Vijay Kumar教授提出來他關(guān)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）。 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。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]。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]。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)。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。 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。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。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。任務(wù)規(guī)劃時會考慮單個無人機飛往目標任務(wù)的飛行代價，根據(jù)航跡規(guī)劃的結(jié)果來進行任務(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。在一定的通信拓撲結(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形變換，可以同時對點目標，線目標，面目標進行偵察，而且對于部分重點區(qū)域還可以進行全面覆蓋實時偵察，對于動態(tài)目標還可以進行多機聯(lián)合跟蹤偵察。在組網(wǎng)通信方面，葛楊帆研究了無人機集群的路由協(xié)議，提出了一種多任務(wù)ferry群主移動模型，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，美國空軍發(fā)布首份專門針對小型無人機系統(tǒng)（SUAS，其起飛重量小于600千克）的飛行規(guī)劃——《20162036年小型無人機系統(tǒng)飛行規(guī)劃》，希望在2036年實現(xiàn)無人機系統(tǒng)集群偵察作戰(zhàn)[12]。集群（Swarm）是指由實體（Entity）組成的擁有共同目標的群組（Group），自組織（SelfOrganizing）是集群在獲取或者嘗試獲取該目標時產(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：無人機集群技術(shù)是當今無人機技術(shù)里的熱點。1 無人機集群技術(shù) 集群概念的發(fā)展Grasse在1953年對昆蟲群落行為的研究，開始了對“集群”概念的研究[3]。在此計劃中，他們開發(fā)可重復(fù)使用的無人機群，即采用C130飛機投放網(wǎng)絡(luò)無人機集群，使無人機協(xié)同作戰(zhàn)，執(zhí)行遠距離電子攻擊和偵察任務(wù)，并在任務(wù)完成后對幸存無人機進行回收的技術(shù)。 沈東等人設(shè)計了一種基于數(shù)字信息素的無人機集群搜索控制方法，實現(xiàn)了無人機集群搜索控制，并且證明了無人機集群的搜索能力遠高于無人機編隊[27]。無人機集群偵察技術(shù)是在以前的技術(shù)上，將無人機做到更小，同時執(zhí)行任務(wù)的無人機數(shù)量倍增，以成本低，數(shù)量大取得優(yōu)勢。 集群通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在多無人機集群協(xié)同任務(wù)自組織系統(tǒng)中，無人機作為通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點，其空間的分布決定了網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，而不同的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(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圖法，單元分解法等[34][35]。參考文獻[1] 許友平,無人機對地偵察/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