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为什么集群无人机是趋势,以及,它的关键技术是什么

作者:Anita 发布时间: 2022-05-20 07:02:51

简介:】你好趋势原因:1、Small未来机器人多应用于搜索和营救等场景,如果一个无人机体积太大,那么将极不利于其对环境的勘探。面对未知的环境,小型无人机有更强的自主性。像一群小蜜蜂。

你好趋势原因:1、Small未来机器人多应用于搜索和营救等场景,如果一个无人机体积太大,那么将极不利于其对环境的勘探。面对未知的环境,小型无人机有更强的自主性。像一群小蜜蜂。但同时,这也带来一些负面的挑战。当一个无人机的尺寸缩小至甚至11厘米的直径,20克的重量,它根本不能移动一些木块、石头等物体。Safe又小又安全的无人机,即使碰撞到路人也不会致伤,这样才更容易在生活各种环境中进行飞行控制。而且,由于机器体积变小,其惯性也会减小,能够在发生撞击时迅速自我调整平衡。2、Smart & Speed无人机在躲避障碍物过程中,能够通过传感器、云端控制、摄像头这样的闭环,此外,依靠计算机视觉对环境进行检测,分析周围环境的特征,实现自我规划路径,就像人看到障碍物知道绕道那样。第5个S即Swarm集群,Kumar大神指出,小型化所付出的一个代价是载重变小,能完成的任务随即减少,为此他们从蜂群的工作方式中获取灵感,让多个无人机协作,完成个体无法胜任的任务。因此,集群无人机集群的组织方式为:1. 个体独立行动,行动是本地的和独立的;2. 仅需要本地信息即可行动,即使无法知道全局信息,个体也能行动;3. 行动匿名,独立于身份,不了解个体信息也能完成任务。集群无人机关键技术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。来源:摘自雷锋网

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