面向多模异构任务的无人机集群自主协同优化

针对无人机集群同时遂行多个异构模式、异构价值、异构需求任务时的自主协同优化问题,构建了集群遂行多模异构任务协同优化模型,提出了一种基于重叠式联盟博弈的分布式协作算法。通过综合考虑任务模式、任务价值、任务需求,以及集群中不同无人机成员的资源情况,基于不同任务类型下联盟内任务成功率和效能计算,优化无人机任务选择和资源分配并实现算法收敛和系统稳定,以及优化的分布式多机协同。仿真结果表明,所提方法能有效提高系统效用和任务成功率,并能在不同环境下实现面向异构任务目标的高效协同。     

基于组网模组的集群无人机数据链设计

近年来随着无人机技术的迅猛发展,无人机在信息获取、无人作战等方面正发挥越来越大的作用。如当前热门的无人机快递物流、植保应用、应急救援保障等场景下,单架无人机已很难满足复杂任务的需要,多机协同、集群的应用模式能极大提高任务作业的效率。宽带无线数据链组网技术是实现无人机协同作业的关键技术之一,文章主要研究基于组网模组的民用无人机数据链点对多点组网技术。     

三维多无人机系统协同任务规划关键问题综述

随着无人机技术的迅猛发展,人们对无人机技术的需求越来越广泛,已从单机简单任务向多机协同执行多个复杂任务、且自主协调、无人干预、群体合作的方向发展.而多无人机系统的协同任务规划技术,是无人机自主导航飞行和无人机之间自主协调配合共同完成任务的关键.这一任务规划决定了无人机各类资源的协调和执行目标的合理分配,无人机协调可飞飞行航迹的规划,以及在飞行过程中,取代人为干预,实时协调化解多机飞行时可能产生的各种冲突和问题.因此,对多无人机系统协同任务规划的关键问题,如目标分配、航迹规划、在线重规划等深入研究,是提高多机系统执行任务能力的重要环节.近年来,该领域的研究日益广泛,但还存在诸多问题需要解决,尤其迫切需要研究在三维战场环境下的多机协同任务规划方法.     

无人机一站多机数据链技术

面向多无人机协同作战应用需求,在分析国内外一站多机技术体制的基础上,提出了一种基于数字多波束天线的一站多机数据链系统。系统中地面站作为地基无线路由器,单个波束构成的链路可以装载不同的波形及协议,实现多无人机协同工作,显著提高无人机的使用效能。分析了一站多机数据链系统军事需求并给出了系统的设备组成,重点从测控通信链路的角度分析了数字多波束天线、动态随机接入、链路动态重构、多无人机协同实时任务规划、网络协议体系等关键技术。相关内容可供无人机一站多机数据链系统顶层设计参考。     

下期要目

正无人机实时任务规划逻辑架构某型机机载高速影像测量系统精度分析方法及验证集群飞行器分层式结构协同导航方法研究一种实现多机动目标跟踪的JPDA-STF算法基于GNUradio的雷达信号处理系统设计实现     

拒止环境下无人机集群安全通信问题分析

近年来发生的几场局部战争表明，具有自主协同功能的无人机集群协同作战将是拒止环境下无人作战的主要发展方向。为提升无人机集群在拒止环境下安全通信的能力，首先对拒止环境下无人机集群的任务阶段进行了划分，而后结合无人机集群在各任务阶段的网络拓扑结构，总结了无人机集群通信网络所面临的通信安全问题，提出了相对应的安全防护技术和策略，为保障拒止环境下无人机集群通信网络安全提供参考。     

有人机/无人机协同概念及相关技术

针对有人机/无人机协同作战概念和若干技术问题展开研究。首先从协同对象、协同层次、协同阶段、任务类型等四个方面分析了有人机/无人机协同概念,然后对协同控制系统研制涉及的通用开放式架构、机间智能通信网络、有人机/无人机协同控制、多传感器协同信息处理等技术进行了探讨,最后提出了发展建议,期望为后续研究提供一定的参考。     

非完全信息下无人机集群对抗研究综述

无人机集群以其具备的应用优势及发展前景,成为当前人工智能领域研究者关注的热点之一。而非完全信息下的无人机集群对抗技术,因其集群结构变化的高动态性以及环境信息复杂多变且不能完全感知的特点,成为对集群协同性与智能性要求最高的研究方向之一。其研究成果可以促进智能化无人系统的快速发展和广泛应用。该文全面回顾了非完全信息环境下无人机集群对抗研究的最新进展,按照包以德循环理论的思路将无人机集群对抗过程划分为态势评估、意图推断、任务规划与机动决策4个相互衔接的关键组成部分,并进一步将其细分为8个子研究目标。通过分析比较近年来的相关研究,着重阐述了无人机集群对抗领域各项任务的研究重点和难点以及已取得的成果,并讨论了无人机集群对抗技术所面临的挑战,包括大规模异构集群的协同控制、非完全信息的处理、复杂决策过程的建模以及实际应用任务的应对等。     

无人机集群综述:技术、挑战与未来

随着无人系统、网络通信技术和群体智能理论的发展，使无人机集群协作从概念走向现实、从理论转向实践。回顾了无人机集群的兴起与发展，概述了无人机集群难点与特点；从无人机集群层次结构技术框架出发，分别从智能感知层、通信网络层、自主决策层、路径规划层、协同控制层和实际应用层6个方面介绍了无人机集群关键技术的研究进展；讨论了无人机集群在未来发展中面临的诸多挑战，并对未来研究方向进行了展望，旨在为无人机集群技术的进一步应用落地提供理论参考。     

基于无人机集群智能自组网的典型协同应用

在迈向万物互联的6G时代过程中,网络服务范围逐渐扩大,网络业务量急剧增加,传统地面基站面临着无法实现偏远地区的网络全覆盖,难以支持局部地区突发的热点流量需求等挑战。在此情况下,无人机搭载存储、计算与通信等资源通过集群,利用合适的智能算法组建成高动态、可扩展、智能化的无人机集群网络作为地面基站的补充,协同完成网络服务任务。针对无人机集群为突发热点流量区域用户服务的场景,考虑无人机集群服务过程中无人机集群用户调度及路径规划、多无人机三维悬停位置部署及无人机网络智能管控架构三方面的协同应用,对各应用进行建模分析并介绍相应的智能优化算法以提高系统能量效率,所提的三方面应用以及智能优化算法为在实际场景中实现高能效的无人机集群智能自组网协同应用提供了有效参考。     

无人机多目标空中中继指挥应用系统及其应用

为弥补无人机单独执行任务覆盖区域受限、任务性质单一、总体效率不高等不足,提出一种多无人机协同应用的方式——多目标空中中继指挥应用系统,能够实现对多个无人机的遥控、遥测、及载荷信息中继。给出了系统的设备组成,并分析了该系统的优势,然后进一步描述了系统的典型应用,最后从测控通信链路的角度指出了中继机天线设计、机载终端一体化小型化设计、链路协议设计、系统使用流程等关键技术。该系统对于中程应用以及国土范围不大的第三世界国家都具有重要应用价值。     

无人机集群通信的应用现状及展望

近年来,随着无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)逐渐自主化和智能化,单UAV已无法满足日益复杂的任务需求,UAV集群技术的提出能够有效提高UAV的生存能力和任务效率,引起了国内外的广泛关注。当前UAV集群技术面临着极具挑战性的通信问题,严重影响到UAV间的协同作业与信息处理能力。基于UAV集群的概念,通过与多UAV系统对比,系统分析了UAV集群的优点及挑战,并结合近年来不同的通信场景,总结了UAV集群通信的架构和路径规划的解决方案。讨论了集群通信仍面临的开放问题,对未来的研究方向进行了展望。     

新型激光多波束系统供能无人机集群方案研究

由于单无人机执行任务量有限、整体效率低,故而无人机集群运动以其稳定性好,执行任务多样性,易操作,易控制等特点受到越来越多的关注。在激光供能无人机集群中,针对无人机的机载能量限制了任务的范围和时长、传统供能方式仅能完成一对一供能导致供能效率较低等问题,本文提出了一种基于光学相控阵技术的新型激光多波束供能系统,包括整体的激光无线能量传输方案、系统工作的整体流程、基于领航跟随法的无人机集群编队控制等,此方案可完成一对多的自调节供能,满足整个无人机集群的能量需求,提高传能距离及传输效率,并通过对无人机集群进行算法控制精准到达预设供能区域。对未来激光无线能量传输应用的领域和方式具有参考价值。     

多旋翼无人机:新设计、新应用及新发展

多旋翼无人机经历十年的高速发展,已经从单一场景应用向广域场景蔓延,从单机飞行到多机协同再到集群控制.伴随着技术的突飞猛进,无人机在结构上不断迭代创新,在载荷上持续推陈出新,以适应行业发展的需求.本文首先介绍了多旋翼无人机最新发展的设计结构,然后罗列了多旋翼无人机在各行业的应用场景,最后描述了多旋翼无人机的发展趋势.     

无人机编队信息交互拓扑多目标优化

无人机编队信息交互拓扑优化对于提高无人机集群任务执行的协同性和通信传输效率具有重要意义。首先,提出无人机编队剩余能量不均衡度指标,在编队通信链长的基础上,将网络延迟影响因素、剩余能量不均衡度纳入无人机编队信息交互拓扑的生成体系中,综合考虑多个目标优化无人机集群信息交互拓扑;然后,通过构建满意度偏差隶属度函数,建立目标规划模型实现多个目标的综合;同时,在拓扑生成中采用多叉树结构进行分级,并改进人工蜂群算法求解模型,可以支持较大规模无人机的协同;最后,通过16架无人机组成的编队进行仿真分析,验证了模型的合理性及算法的有效性。     

无人机空对地多目标攻击的满意分配决策技术

任务分配是多无人机协同控制的重要内容。建立了多机协同多目标攻击排序的数学模型、并提出基于满意决策的攻击分配算法, 根据参与目标分配的每架无人机完成任务的预估效益和预估代价提出满意集, 建立拒绝函数和选择函数从而获得满意分配结果, 最后在Matlab环境下进行了数值仿真。仿真结果表明, 所研究的基于满意决策的多无人机协同攻击的目标分配方法是有效的。     

面向复杂障碍环境的多机协同侦察任务规划

针对复杂障碍环境下的多机协同侦察任务规划问题开展研究.首先,针对不同侦察任务需求,构建传感器探测、有效持续侦察时间、复杂多边形障碍等数学模型;随后,综合考虑持续侦察时间和障碍规避约束,提出了一种面向复杂障碍环境的多机协同侦察规划分层求解方法,通过分层细化有效降低多机协同侦察问题的求解复杂度;最后,考虑无人机运动学约束,...     

基于改进一致性算法的无人机集群饱和攻击

针对无人机一般难以单独打击空防严密的高价值目标问题,采用低成本无人机集群饱和攻击技术,提出协同控制下的三阶段一致性饱和攻击策略,根据不同阶段的任务特点,设计对应的改进一致性算法,并在满足饱和攻击任务多条件协同的基础上,加入Dubins曲线增加飞行轨迹约束,平滑无人机飞行航迹,缩短航程.此外,在高精度队形保持的任务环境下,设计改进的二阶一致性控制器,确保飞行精度,加快收敛速度.最后,将各阶段改进算法的实际效果与传统算法进行对比,在验证改进算法有效性的同时,检验算法延展性.仿真结果表明,该算法可应用于大规模无人机集群并具有良好的效果,为饱和攻击战略决策部署与战术实现提供了依据和参考.     

无人机自主编队飞行控制的技术问题

从未来无人机的性能需求出发,详细描述了无人机编队飞行的功能特点和核心技术。根据无人机的任务要求,将编队飞行分为作战编队、侦察编队和混合协同编队,同时研究了编队飞行控制的关键技术,并对无人机编队重构技术进行了探讨和分析。     

系留无人机系统研究

系留无人机是伴随无人机技术发展起来的一种全新技术,具备滞空悬停时间长、数据传输带宽大、搭载任务载荷类型多等特点,已在军事和民用领域得到广泛应用。文章给出系留无人机的基本概念,分析系留无人机系统的构成要素——系留无人机平台、数据链、任务载荷和地面设备,从物理特性和系统六性两方面来研究系留无人机系统的性能指标,介绍应急通信和应急照明场景下的系留无人机系统的类型、优势和功能。