2018年无人机领域热点评述

 无人机集群和反无人机技术作为未来无人机发展的重要方向,已经成为研究热点,科技创新和相关政策的推动为无人机产业的蓬勃发展提供了持续动力。本文从无人机系统发展新路线、实战化应用、集群自主控制、创新驱动产业等多个角度,总结了2018年无人机领域的科技热点及发展态势。     

2019年无人机热点回眸

 在科技创新牵引和管控政策的推动下,无人机产业焕发出新的活力。2019年,无人机自主控制及应用技术又取得长足发展,呈现出一些新的发展态势。从无人机新战略、无人机赛事、技术革新、实战化等多个角度,对2019年无人机的科技热点及发展趋势进行了总结。分析表明,无人机集群智能作为一项颠覆性技术和作战理念,将成为未来无人机研究发展的重要方向。     

基于生物群集行为的无人机集群控制

 生物群集行为是一种普遍存在的自然现象,群体中的个体利用简单的规则、局部的交互,形成了鲁棒性强、自适应度高、可扩展性好的自组织行为,在系统层面体现为智能的涌现。本文首先简要叙述了蚁群、蜂群、鸽群、鱼群等典型的生物群集,并从组织结构的分布式、行为主体的简单性、作用模式的灵活性、系统整体的智能性等方面分析了生物群体智能的特点。然后,介绍了部分具有代表性的无人机集群项目,总结了无人机集群的关键技术,包括集群态势感知、自主编队控制、智能协同决策。最后,从生物群集和无人机集群在直观上的相似性出发,分析了生物群体和无人机集群自主控制的映射关系,并探讨了仿生物群集的无人机集群自主控制中的核心问题。     

专题：无人集群系统技术与应用

无人集群技术是无人作战系统发展的前沿技术和主要热点，随着战场环境动态复杂演进，呈现出作战场景变化越来越迅速、博弈对抗越来越强烈、作战过程不可复现等特征，对无人集群作战系统的应用提出了巨大挑战。为此，本专题依托“蜂群多智能体系统群智激发汇聚研究与实现”“航空集群空空导弹攻击区模型及智能预测方法研究”“仿鸟群智能行为的无人机与有人机共融集群自主控制”“仿鹰鸽智能的多智能体群组对抗推演与博弈方法研究及验证”“科技创新2030-新一代人工智能”等国家自然科学基金重大项目及其他重要项目，旨在汇聚无人系统作战体系架构设计、任务规划、效能评估等无人集群作战系统方面理论与技术方法的研究成果，探索面向复杂环境的有人\|无人集群、跨域无人集群等作战系统的运用模式和效能机理，为相关研究人员提供有益参考，共同推动智能无人作战技术的发展和提高。本专题采用视频加载等增强出版形式，读者可扫描二维码来观看相关资料，以加深理解和认识。限于研究者水平，文中所述方法及结论可能存在一定局限性。     

2020年无人机热点回眸

2020年为无人机领域的发展与应用提供了新的机遇,同时也提出了新的挑战.在过去的一年中,无人机技术所呈现出的一些新特点引发了更多关于无人机产业发展之路的深刻思考.从无人机政策法规、关键技术、应用推广等多视角全方位盘点和分析了2020年无人机的科技热点及发展动向.以政策为导向,以创新为内核,无人机技术和产业将会迎来新的增长点,集群化、智能化和实战化作为颠覆性技术仍是无人机未来发展的重要方向.     

2020年无人机热点回眸

2020年为无人机领域的发展与应用提供了新的机遇,同时也提出了新的挑战.在过去的一年中,无人机技术所呈现出的一些新特点引发了更多关于无人机产业发展之路的深刻思考.从无人机政策法规、关键技术、应用推广等多视角全方位盘点和分析了2020年无人机的科技热点及发展动向.以政策为导向,以创新为内核,无人机技术和产业将会迎来新的增长点,集群化、智能化和实战化作为颠覆性技术仍是无人机未来发展的重要方向.     

从鸟群群集飞行到无人机自主集群编队

无人机可通过自主集群编队提高其在复杂环境下执行任务的能力.多飞行器并存导致系统协调管理难度提升等一系列问题,因此如何设计合理高效的无人机集群编队协调自主控制算法是一个亟待解决的难点问题.在鸟群群集飞行过程中,个体通过遵循简单行为规则进行相互合作而产生复杂有序的集体行为.由于鸟群群集飞行过程中所表现出的邻近交互性、群体稳定性和环境适应性等特点与无人机集群编队的自主、协调和智能等控制要求有着紧密的契合之处,因此,研究鸟群群集飞行机制,并将其映射到无人机集群系统,是解决无人机集群编队协调自主控制问题的一条切实可行的途径.     

浅析无人机系统自主控制技术研究现状及发展趋势

随着经济的发展以及社会的进步,信息技术也得到快速发展。无人机系统作为一种十分重要的信息技术,不但具有较高自主能力,而且具有一定的鲁棒性。不但可以及时、迅速地获取现场信息,而且定位精度以及速度等方面也有所提升。相对于有人机,无人机具有一定的自主性,不但可以实现系统自主控制,而且系统更具有智能性。该文主要浅析无人机系统自主控制技术研究现状及发展趋势。     

无人机自主控制关键技术新进展

 无人机在军用、民用领域具备巨大的应用潜力,当前世界各国正在大力推进无人机的研发工作,而无人机自主控制是无人机研发中极富挑战性的关键问题。本文介绍了无人机的分类和系统框架;根据无人机实际应用的要求,提炼出无人机自主控制进程中的几个关键性技术问题,包括感知与规避、故障诊断与容错控制、协同控制及这3 项关键技术有机综合的新问题与新方法--容错协同控制等,并重点阐述了这些关键技术的机理和较有代表性的成果及新进展;以目前无人机重要应用领域--空中加油过程及森林资源与火情监测为例,简述了以上技术在实际应用中的具体体现及其新进展;最后对无人机自主控制技术进行了展望,并给出各项关键技术存在的挑战及可能的解决思路。     

2021年无人机热点回眸

随着人工智能技术的发展以及机载任务平台性能的提升,2021年无人机技术与应用呈现新的发展态势.从无人机政策法规、自主控制、反无人机、应用领域等多方面回眸了2021年无人机的技术研究热点,分析了无人机技术领域未来的发展动向.人工智能、视觉导航等技术使无人机综合能力更加强大,也使其应用领域向更宽、更深、更综合方向拓展,尤其...     

2022年无人机热点回眸

2022年，无人机技术研究加速推进，并取得了一系列突破性进展。从无人机政策法规、设计实现、关键技术、人机交互、反无人机等方面回顾了2022年无人机领域热点和动向。随着视觉导航、人工智能技术的进步与普及，无人机综合能力不断提升，应用领域持续扩大，无人机集群关键技术、平台建设与执行任务样式不断完善，自主化、智能化、跨域化、集群化、体系化是当前无人机的技术发展趋势。     

机器视觉辅助的插头锥套式无人机自主空中加油仿真

为准确获取无人机自主空中加油对接阶段受油插头与加油锥套的相对位姿信息,提出一种机器视觉辅助的插头锥套式无人机自主空中加油方案。研究了机器视觉识别跟踪加油锥套的算法,利用卡尔曼滤波算法估计无人机与加油锥套的相对位姿。实验结果表明:机器视觉图像处理算法可精确识别跟踪加油锥套,滤波器估计的相对位姿误差收敛速度较快,满足插头锥套式无人机自主空中加油的需要。     

面向单体异形建筑的无人机单相机实景三维建模

针对单体异形建筑的实景三维建模问题,提出一种无人机单相机建模方法,选用小型旋翼无人机和单相机作为航摄装备,建立环绕式的无人机航路,实现对单体建筑自动化的多高度、多角度三维立体观测.使用新方法和广泛使用的无人机倾斜摄影建模方法分别对同一单体异形建筑进行影像数据采集,并对数据进行处理生成实景三维模型.结果表明,新方法相对于无人机倾斜摄影建模方法,在保证建模精度不降低的前提下提升了建模效率和建模质量.     

基于影像定位的无人机侦察视频超分辨率重建方法

 为了改善无人机侦察视频质量,针对目前无人机摄像、照相数据特点,提出了一种基于前方交会的无人机航摄影像定位方法。首先,对所有无人机侦察视频帧和航片分别进行特征匹配,得到影像间关系;然后,提出基于前方交会与抗差估计的无人机航摄影像定位方法,来实现航摄影像的定位;最后,对侦察视频帧进行高频补偿与凸集投影迭代优化,得到重建后侦察视频。实验结果表明,基于前方交会与抗差估计的无人机航摄影像定位方法加强了无人机视频与航片的对应性,凸集投影迭代优化法增强了重建的边缘保持能力。该方法增强了重建图像的一致性与保真度,特别是对图像边缘细节部分等效果极为明显,且处理速度更快。     

基于改进分散搜索算法的无人机路径规划

针对在敌情信息不明环境中无人机侦查路径规划问题,建立了车辆路由问题模型(VRP),提出了基于分散搜索的改进混合搜索算法.基于Bayes方法计算出点到点之间的威胁概率,并生成了一个赋权图,将无人机路径规划问题转化为车辆路由寻优模型.采用混合路径规划算法求解.该算法将模拟退火嵌入到分散搜索算法的框架中,充分利用了分散搜索的全局搜索能力与模拟退火的局部搜索能力来优化无人机的侦查路径,混合算法在保证时效性的同时提升了求解的质量.仿真结果验证了算法的有效性.