淺析無人機系統(tǒng)自主控制技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

馬曉

摘 要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及社會的進步，信息技術(shù)也得到快速發(fā)展。無人機系統(tǒng)作為一種十分重要的信息技術(shù)，不但具有較高自主能力，而且具有一定的魯棒性。不但可以及時、迅速地獲取現(xiàn)場信息，而且定位精度以及速度等方面也有所提升。相對于有人機，無人機具有一定的自主性，不但可以實現(xiàn)系統(tǒng)自主控制，而且系統(tǒng)更具有智能性。該文主要淺析無人機系統(tǒng)自主控制技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：無人機系統(tǒng) 自主控制技術(shù) 現(xiàn)狀 趨勢

中圖分類號：TP18；TP24 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）06（b）-0001-02

隨著社會科學技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機技術(shù)也得到快速發(fā)展，然而，我國目前的無人機技術(shù)依舊處于初級階段，其自主性以及智能性相比歐美發(fā)達國家相差很大，無法對各種突發(fā)性事件進行處理，因而不利于無人機在各種環(huán)境下生存。隨著科學技術(shù)的進步，要求無人機系統(tǒng)應(yīng)當在智能化方面加以改進，促使智能系統(tǒng)進一步提高和完善，不但降低操作人員的勞動負荷，而且提高作戰(zhàn)的效能。該文主要淺析無人機系統(tǒng)自主控制技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

1 無人機系統(tǒng)自主控制技術(shù)內(nèi)涵分析

對于無人機技術(shù)的定義比較模糊，比如，部分人員認為自主控制主要包括在線感知、信息處理以及控制重構(gòu)等技術(shù)，也有一部分人員認為應(yīng)當是以非機構(gòu)的環(huán)境為主要依據(jù)，使用高程度的控制，主要強調(diào)無人機技術(shù)應(yīng)當是無人工的干預。然而，其忽視了綜合環(huán)境感知等問題。無人機系統(tǒng)的自主控制不需要相關(guān)人員的直接控制，可自我決策以及自我控制，具有很高的智能性，無人機系統(tǒng)應(yīng)當可以應(yīng)對各種意外情況。無人機系統(tǒng)主要是指系統(tǒng)沒有人員干預，依舊可以利用環(huán)境感知技術(shù)并做出信息處理，優(yōu)化控制策略并且完成戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)任務(wù)。其中，衡量無人機系統(tǒng)的水平，采取能力等級劃分的方式，可以將其分為3個等級。第一等級是能實現(xiàn)目標掃描的能力；第二等級是能夠適應(yīng)環(huán)境的能力；第三等級是能發(fā)展自我目標（見圖1）。

2 無人機系統(tǒng)自主控制技術(shù)研究現(xiàn)狀分析

無人機系統(tǒng)自主控制技術(shù)具有十分重要的作用，在自主控制技術(shù)研究方面，歐美國家的技術(shù)研究取了比較良好的成績，一部分人員提出了無人作戰(zhàn)飛機技術(shù)，主要包括自主控制技術(shù)以及智能控制技術(shù)。此外，研究出自主控制的態(tài)勢感知以及提高自主水平的模型，對于無人機系統(tǒng)完善具有十分重要的意義。比如，美國的全球鷹以及捕食者無人機，可以在低空以及復雜的環(huán)境下進行工作并且完成任務(wù)。通過聯(lián)合空戰(zhàn)系統(tǒng)，可以確保多架無人機協(xié)同作戰(zhàn)并且執(zhí)行目標射擊任務(wù)。然而，我國的技術(shù)相對歐美發(fā)達國家還存在很大的差距，關(guān)于無人機技術(shù)研究依舊處在比較初級的發(fā)展階段，雖然可以對飛機實現(xiàn)控制，但是無法促使其執(zhí)行復雜任務(wù)，更無法執(zhí)行精確目標打擊任務(wù)。此外，不確定的外在環(huán)境下，我國的自主控制技術(shù)還存在很多的問題。例如，無人機飛行當中的控制結(jié)構(gòu)、飛行規(guī)劃、自主著陸以及重新規(guī)范等存在問題。總體而言，我國的無人機系統(tǒng)自主控制方面的技術(shù)比較落后，尤其是在感知以及處理等方面的自主控制能力不足，因此，并不算完全意義無人機自主控制系統(tǒng)。不過，隨著科學技術(shù)的不斷進步及發(fā)展，我國無人機自主控制系統(tǒng)將會不斷得到完善。

3 無人機自主控制技術(shù)的發(fā)展趨勢分析

3.1 集群自組織技術(shù)以及自主控制代理的相關(guān)技術(shù)發(fā)展

一般來講，無人機集群自組織技術(shù)是以當時的戰(zhàn)場環(huán)境為依據(jù)，通過無人機系統(tǒng)理解動態(tài)化任務(wù)，并且完成多目標跟蹤及打擊。這樣，不但提高了自主性以及協(xié)作能力，而且有效減少人工干預，確保作戰(zhàn)任務(wù)的順利完成。最后，對于環(huán)境復雜的戰(zhàn)場，自主控制技術(shù)可以保障程序以及自主控制器連接，從而促使控制平臺具有很強的穩(wěn)定性。一般來講，自主控制代理的技術(shù)不但可以快速完成自主飛行的任務(wù)，而且避免任務(wù)執(zhí)行過程中碰撞等危險。集群自組織技術(shù)以及自主控制代理的相關(guān)技術(shù)將會是未來發(fā)展趨勢之一，是研究的重要方向。

3.2 無人機系統(tǒng)智能發(fā)育以及人系統(tǒng)綜合顯控技術(shù)發(fā)展

首先，無人機的智能發(fā)育系統(tǒng)，主要是研究無人機感知外界環(huán)境的能力，通過模型以及人類發(fā)育的機理，建立起無人機的智能發(fā)育機制，強化其環(huán)境適應(yīng)能力、學習能力以及推理能力等。其次，人系統(tǒng)顯控技術(shù)，主要是研究操作人員和控制系統(tǒng)的關(guān)系，不但促使操作人員理解系統(tǒng)狀態(tài)以及系統(tǒng)所提供的意見，而且通過自然、科學的方式對控制系統(tǒng)進行有效指導，從而保障人機有效融合，促使人機綜合效能提高。無人機系統(tǒng)智能發(fā)育以及人系統(tǒng)綜合顯控技術(shù)也是研究的重點，是未來發(fā)展趨勢之一。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著社會進步以及科技發(fā)展，無人機自主控制系統(tǒng)作為現(xiàn)代飛機的全新技術(shù)，未來將得到廣泛應(yīng)用并且發(fā)揮重要作用。然而，我國對于無人機自主控制系統(tǒng)研究還處于比較初級的階段，相比歐美發(fā)達國家存在很大的差距，應(yīng)當加強研究力度。未來對無人機自主控制，將會深入研究并且發(fā)展集群自組織技術(shù)、自主代理控制技術(shù)、系統(tǒng)智能發(fā)育系統(tǒng)以及人系統(tǒng)顯控技術(shù)，這些技術(shù)將會是以后無人機研究的重點方向。

參考文獻

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