如何减肥不瘦？如何减肥不瘦胸

俗话说双拳难敌四手好汉架不住群狼这句话不仅放在人类世界动物世界适用科技发展的今天把这句俗语放在智能机器领域也同样适用看过星际迷航独立日的两部科幻电影的朋友应该都记得里面出现的无人机集群作战的镜头那时相信不少人看到这样的镜头都会惊叹不已并发出这样的感叹原来无人机也可以一群蜜蜂一样在猝不及防时对你发起攻击它不再是我们日常生活中单纯看到的只可以拍拍照片和视频它变得更有智慧有更高的应用价值

无人机集群作战从电影走进生活除了那些炫酷的电影镜头它还有更多不可小觑的优势需要我们去了解

无人机集群优势

低生产成本高使用效率

无人机集群系统一般由不同的平台实现高低混搭集群中使用大量分散的低成本系统形成功能互补针对不同的任务目标可通过调整搭配的各型无人机的数量快速适应免去了开发专用复杂系统设备的成本在军事领域中相比于传统武器系统无人机集群的寿命周期费用低例如一枚鱼叉导弹120万美元的成本可以购买80架郊狼无人机且不需要长时间服役的维修保养费用无人机集群一方面流程化生产成本低组装速度快另一方面可以快速消耗敌方防空导弹高效摧毁敌方雷达等高价值装备具有非对称的成本优势

分布式集群智慧

集群中大量的终端平台可实现分布式投票以解决问题集群作业中每一个终端得到的信息各不相同做出的决策可能五花八门在这种情况下将集群中的决策进行汇总和投票可以显著提高结果的正确性避免随机误差

分布式探测

无人机集群具有分散度高局部感知能力强而全局感知能力弱的特点但是如果能把集群中的每一个终端的探测信息汇总融合可以实现全局信息的高效获取

更高的可靠性

无人机集群的分布式特性决定了当集群中的部分设备故障后其他无人机可以迅速重新规划任务填补空缺从而完成预定的全部目标或大部分目标避免传统大型复杂专用系统的低冗余缺陷能够极大地提高行动的成功率

经过上述分析很多无人机爱好者心里是不是在呐喊着无人机智能集群太厉害了我要好好研究研究它但是别着急哦想要对无人机集群方面有深度研究还要掌握以下关键技术才行呢

无人机集群技术核心

集群控制算法

多无人飞行器系统要实现相互间的协同就必须确定无人飞行器之间逻辑上和物理上的信息关系和控制关系针对这些问题而进行的体系结构研究可以将多无人飞行器系统的结构和控制有飞行器地结合起来保证多无人飞行器系统中信息流和控制流的畅通为无人飞行器之间的交互提供框架集群控制算法不仅要保证多无人飞行器之间能有效地进行协同而且不依赖于无人飞行器的数量即无人飞行器可以随时退出或者加入集群而不会影响控制系统的整体结构

通信网络设计

在多无人飞行器协同任务自组织系统中无人飞行器作为通信网络节点其空间的分布决定了网络的拓扑结构而不同的网络拓扑结构有着不同的通信性能在一定的通信拓扑及性能下根据所执行的任务分配通信资源提高通信质量是集群技术的难题之一

控制算法与通讯技术的耦合

多无人飞行器为了提高协同完成任务的效能需要进行信息交互为了使得所交互的信息及时完整地进行传输对于通信网络性能有一定的要求基于通信质量约束的协同控制方法就是在当前的通信服务质量约束下设计多无人飞行器协同控制方法使得在这种控制方法下多无人飞行器的运动既满足任务需求又可以使得多无人飞行器构造的通信网络性能满足信息及时完整传输的需求进而提高多无人飞行器协同完成任务的效能

任务规划技术

为了实现多无人飞行器之间有效的任务协同同时保证控制结构不依赖于无人飞行器的数量构建多无人飞行器协同任务自组织系统分布式体系结构各无人飞行器的基本行为和简单任务由无人飞行器自己自主完成当面临复杂任务和需要协作的任务时当前无人飞行器可以把任务信息和资源需求发布到由各无人飞行器组成的网络上各无人飞行器可以根据自身当前任务和资源情况予以响应

这样任意一个无人飞行器的退出或加入都不会对系统组织结构带来影响

路径规划技术

无人机在实际飞行中如果存在突发状况必须进行航迹重新规划以以规避威胁为满足协同工作时的时效性重新规划所采用的算法必须具有实时高效的特点因此可以根据蜂群算法领域搜索的特点以参考航迹的突发威胁作为领蜂航迹跟随蜂仅在参考航迹的突发威胁段进行领域搜索而不需要对整条航迹进行搜索由此可以快速获得修正航迹段并替换原突发威胁航迹段整个飞行过程中无人机根据获得的威胁信息不断修正参考航迹直至达到目标节点

编队控制技术

在数学上保持一定空间距离的无人机集群可以看作一个高阶群系统时变编队问题其控制问题很有挑战性且通讯时延的存在又为编队分析增加了难度

了解完无人机集群需要掌握个关键技术是不是一时慌了神心想我该从何入手呢其实近年来就这样的问题很多企业已经基于无人机智能集群开发出教学研究应用平台让无人机集群研究更加简单只需我们教育科研工作者在应用平台上做进一步实验开发新的算法及研究就好了该教研集群应用平台支持无人机多机编队控制算法设计与实现特别针对上文所提到的集群控制算法通信网络设计任务规划技术路径规划技术编队控制技术及信息感知技术数据融合技术虚拟实物验证实验平台技术等无人机多机编队关键技术进行研究教学还可开展编队通信原理集群算法无人机集群作战运用等实践教学

其次对于上文我们提到分布式集群智慧分布式探测这里所开发的教学实验平台也有效实现了集群基于分布式计算下完成更为复杂的动作和协同而且系统开放性强用户不需要掌握太多的底层编程技术即可完成算法的修改和验证可快速实现多种无人机单机飞行任务如自主悬停轨迹规划等也可快速实现多无人机集群控制算法包括多机飞圆形多机飞八字多机区域覆盖等为无人机控制及多机集群控制等教学演示及二次开发实验提供核心设备支撑

系统使用也非常简单因为它是基于MatlabSIMUlink开发不需要修改底层代码即可快速对科研团队的控制或编队算法进行验证使用者更加专注于算法研究工作检验理论成果提升实验效率大大推动教学研一体化进程加速教学科研的进度

无人机自主集群以低成本高分散的组织形式满足功能需求以去中心化自组网提升系统高效信息共享抗故障与自愈能力以功能分布化提高体系生存率和效率交换比如何建立无人机集群这一整体动态特性和物理约束的模型如何面向更加复杂的任务环境将人工智能与无人机集群自主控制紧密结合如何将有人与无人机无人车无人船等跨域融合实现全自主群集系统广泛应用还需要进一步研究和深入探索具有平台简单高度协调完全自主群体智能特点的无人机自主集群系统势必将引发新一代战争模式的颠覆性变革不仅在渗透侦察诱骗干扰察打一体协同攻击等国防科技领域大显身手而且也将在智能交通地质勘测灾害监测农业植保物流运输等国民经济发展中有着广阔的发展前景