【簡(jiǎn)介：】無人機(jī)編隊(duì)飛行
即多架無人機(jī)為適應(yīng)任務(wù)要求而進(jìn)行的某種隊(duì)形排列和任務(wù)分配的組織模式,它既包括編隊(duì)飛行的隊(duì)形產(chǎn)生、保持和變化,也包括飛行任務(wù)的規(guī)劃和組織。
無人機(jī)編隊(duì)

無人機(jī)編隊(duì)飛行

即多架無人機(jī)為適應(yīng)任務(wù)要求而進(jìn)行的某種隊(duì)形排列和任務(wù)分配的組織模式,它既包括編隊(duì)飛行的隊(duì)形產(chǎn)生、保持和變化,也包括飛行任務(wù)的規(guī)劃和組織。

無人機(jī)編隊(duì)飛行基本要求

保持各飛機(jī)直接所設(shè)定的相對(duì)姿態(tài)和相對(duì)位置，可以結(jié)合編隊(duì)模式，通過控制在隊(duì)飛機(jī)相對(duì)于某一特定點(diǎn)（或?qū)ο螅┑木嚯x來實(shí)現(xiàn).

無人機(jī)編隊(duì)飛行關(guān)鍵技術(shù)

隊(duì)形保持 ；在表演時(shí)，不僅要求無人機(jī)編隊(duì)能夠保持隊(duì)形不變，還需要在飛行過程中根據(jù)任務(wù)要求能夠?qū)崿F(xiàn)隊(duì)形變換。?

防撞避障 ；防撞是指在編隊(duì)中各個(gè)無人機(jī)之間避免相互碰撞；應(yīng)當(dāng)控制好編隊(duì)中無人機(jī)間飛行距離

航跡規(guī)劃 ；無人機(jī)編隊(duì)的路徑規(guī)劃中在把編隊(duì)作為一個(gè)整體的條件下，可以看作單無人機(jī)航跡規(guī)劃進(jìn)行處理。應(yīng)當(dāng)設(shè)置好每架飛機(jī)的飛行路徑

編隊(duì)表演流程

編隊(duì)表演設(shè)備

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無人機(jī)在軍事和民用應(yīng)用上越來越廣泛，為使無人機(jī)能夠更好地發(fā)揮作用，需要采用多無人機(jī)編隊(duì)飛行控制來實(shí)現(xiàn)協(xié)同偵察、作戰(zhàn)、防御及噴灑農(nóng)藥等任務(wù)。多無人機(jī)協(xié)同編隊(duì)控制技術(shù)主要包括信息感知技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)、任務(wù)分配技術(shù)、航跡規(guī)劃技術(shù)、編隊(duì)控制技術(shù)、通信組網(wǎng)技術(shù)和虛擬/實(shí)物驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)技術(shù)等。首先對(duì)國(guó)內(nèi)外多無人機(jī)編隊(duì)相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀和進(jìn)展進(jìn)行綜述，然后重點(diǎn)對(duì)多無人機(jī)編隊(duì)控制方法進(jìn)行分析，并對(duì)隊(duì)形設(shè)計(jì)、隊(duì)形調(diào)整和隊(duì)形重構(gòu)等問題進(jìn)行歸納總結(jié)，最后對(duì)多無人機(jī)協(xié)同編隊(duì)所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)進(jìn)行了展望。結(jié)果表明：目前多無人機(jī)編隊(duì)飛行理論方面取得了豐碩成果，但是實(shí)物飛行試驗(yàn)僅能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單通信環(huán)境下的協(xié)同編隊(duì)飛行，任務(wù)分配和航跡規(guī)劃實(shí)時(shí)性不高，控制方法應(yīng)對(duì)突發(fā)情況魯棒性低，多機(jī)多傳感器協(xié)同感知能力不足，欠缺對(duì)實(shí)體的仿真實(shí)現(xiàn)，未來的研究方向應(yīng)是突破上述關(guān)鍵技術(shù)的不足，開展復(fù)雜感知約束和復(fù)雜通信環(huán)境下的多無人機(jī)協(xié)同編隊(duì)飛行研究，提出更加有效的控制方法，并進(jìn)行多無人機(jī)實(shí)物編隊(duì)飛行試驗(yàn)，使無人機(jī)能夠更好地完成既定任務(wù)。為了達(dá)到多無人機(jī)協(xié)同編隊(duì)飛行的擴(kuò)大任務(wù)范圍、提高任務(wù)執(zhí)行效率和完成質(zhì)量、增強(qiáng)在高危環(huán)境中的作戰(zhàn)能力、提升系統(tǒng)對(duì)環(huán)境自適應(yīng)能力、擴(kuò)展任務(wù)能力等多個(gè)目標(biāo)，必須研究多無人機(jī)的狀態(tài)感知和數(shù)據(jù)融合、任務(wù)分配和航跡規(guī)劃、編隊(duì)控制和通信組網(wǎng)等多個(gè)技術(shù)，并研究多項(xiàng)技術(shù)間的協(xié)同作用。多無人機(jī)協(xié)同編隊(duì)執(zhí)行危險(xiǎn)任務(wù)是一種必然趨勢(shì)。進(jìn)行多無人機(jī)協(xié)同編隊(duì)，首先要進(jìn)行信息感知，并對(duì)多源信息進(jìn)行融合；其次對(duì)各種任務(wù)進(jìn)行分配和決策；進(jìn)而對(duì)每架無人機(jī)進(jìn)行航跡規(guī)劃生成期望的軌跡；然后利用先進(jìn)的編隊(duì)控制方法和隊(duì)形設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)多機(jī)編隊(duì)飛行任務(wù)；在編隊(duì)控制設(shè)計(jì)過程中，需要考慮多無人機(jī)之間的組網(wǎng)通信問題；最后，搭建模擬多無人機(jī)協(xié)同編隊(duì)飛行虛擬仿真平臺(tái)和實(shí)物演示平臺(tái)，驗(yàn)證編隊(duì)控制算法的可行性和有效性。圖1為多無人機(jī)協(xié)同編隊(duì)飛行控制中各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之間的關(guān)系。