怎样同时操作100架无人机?

作者: 周满

来源: 科学大院

发布日期: 2018-03-22

本文介绍了无人机集群技术的起源、发展及其在军事和民事领域的应用前景,强调了集群智能在无人机操作中的重要性。

最近的国产军事电影中,无人机可谓出尽风头:它在《空天猎》里悄悄侦察对方阵地,在《战狼2》里扫射人群,在《红海行动》里直接报销了一辆坦克!不过,电影中的无人机虽然酷炫,但是每架无人机都需要配备一名遥控人员,控制上百架无人机协同作战似乎是个难以完成的任务。

但是,在2017年6月,中国电子科技集团公司成功做到了119架固定翼无人机的集群协同飞行,成功演示了119架无人机的密集弹射、空中自主集结、多目的自动分组、自动编队合围等。这一实验的重点,就是“集群智能”!

无人机集群是由大量的无人机构成,可以是由完全相同的无人机组成,也可以是由红外侦察无人机、雷达探测无人机、图像侦察无人机、战斗机、轰炸机等不同无人机组成。

它们彼此间通过无线网络等方式进行态势共享与信息交互,相互协调合作完成任务分配、航迹规划等。在系统内,每个无人机都是一个智能体,具有独立飞行、侦察等能力,而无人机群之间可通过无线网络进行信息交互,无人机群与有人机或地面也存在信息交互,最终实现无人机群体的管理、群体间任务的分配、群体航迹的规划及单无人机航迹的规划等。

为更好的理解无人机集群系统,大院er举一个军事对抗的例子:敌方有一个火炮阵地对我方造成严重威胁,必须将其摧毁。有人机虽然操作简单,易于管理,可执行此任务,但体积较大,容易被雷达等设备发现而被击毁,另一方面有人机成本较高(此处成本暂不包括飞行员伤亡所带来的损失)。这时,无人机就要上场了!为提高执行任务的成功率,利用小型无人机低成本优势,可采取饱和式攻击方案,一次派出10~100架无人机。

此外,多架无人机协同执行作战任务,可以扩大探测、攻击范围,提高执行效率。

集群智能:向蜜蜂学习。动物界集群行为是指以群体的形式出现,目的是通过相互合作提高群体的利益,同时满足自己的利益。无人机集群技术正是源于自然、源于生活,最初的无人机集群概念起源于古老的昆虫蜜蜂。

无人机群的操作手可类比于蜂群中的蜂王,负责操控整个无人机群;无人机群中的侦察机则更像勤勤恳恳的工蜂,侦查无人机负责侦查、探测任务,执行正常的作业任务,当危险来临时,又可以充当战斗机,与敌机进行作战;无人机集群中的轰炸机、战斗机则更像负责集群安全的兵蜂,轰炸无人机负责对敌方进行轰炸,战斗机负责护卫群体安全与敌人正面作战。

未来的无人机群什么样?近几年,无人机行业发展迅猛,无人机集群因其低成本、高效率的特点,在国内外已得到广泛关注。2016年5月,美国空军正式提出《2016-2036年小型无人机系统飞行规划》,希望构建横跨航空、太空、网空三大作战疆域的小型无人机系统,并在2036年实现无人机系统集群作战。明确了美国空军小型无人机系统近期、中期和远期主要发展目标。

无人机集群技术在军事对抗领域已得到广泛关注,其低成本、大规模、高智能的特性,使其在民事领域也具有较好的发展前景,大规模协同工作方式将大大提高搜索效率、探测精度,为农林防护、搜索救援等赢取宝贵时间,同时提供准确数据。

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