“空地一體” 蜂巢航宇“集群智能”技術

隨著機器人、AI、無人車以及無人機等智能體的發展,單機器人不足漸漸體現。以無人機舉例,在續航、探索、偵查等應用上存在較大的局限性。集群、編隊、協作也進入了快速發展階段,多架無人機組成的集群系統更適用于實際應用中的需求。

“空地一體” 蜂巢航宇“集群智能”技術的圖1

集群相對于單機來說,具有明顯的規模優勢,并且能夠實現無人機之間的協作,在一些大規模應用場景以及一些復雜的任務中,有非常突出的優勢蜂巢航宇無人機集群技術的核心就是集群智能,那么集群智能是什么呢?簡單的說,就是人機群在人工智能的控制下,可以自動起飛降落、自主作業、多機自主協同、自主判斷等能力,?“智能”作業任務協同效率高,靈活性強,這種集群智能化的應用已顛覆傳統作業模式。

蜂巢航宇無人機集群技術核心

集群控制算法

“空地一體” 蜂巢航宇“集群智能”技術的圖2

無人機集群系統要實現相互間的協同,就必須確定無人機飛行之間邏輯上和物理上的信息關系和控制關系。蜂巢航宇針對這些問題而進行的體系結構研究,將無人機集群系統的結構和控制結合起來,保證無人機集群系統中信息流和控制流的暢通。集群控制算法不僅要保證多無人機之間能有效地進行協同,而且不依賴于無人機的數量,即無人機可以隨時退出或者加入集群,而不會影響控制系統的整體結構。

通信網絡技術

“空地一體” 蜂巢航宇“集群智能”技術的圖3

通信網絡是無人機之間要通過數據鏈來共享信息,達到實時傳遞數據的效果。而這種共享信息,那可不是我們玩游戲“團戰”時,隊友之間簡單的語言交流那么簡單,而是建立一個龐大的數據鏈,實時共享各種信息,包括地形、風速、目標位置等等。在實戰中,哪怕你只被一架無人機盯上,那么也就相當于被整個無人機群盯上。

控制算法與通訊技術的耦合

“空地一體” 蜂巢航宇“集群智能”技術的圖4

無人機集群化為了提高協同完成任務的效能,需要進行信息交互。為了使所交互的信息及時完整地進行傳輸,對于通信網絡性能有一定的要求。基于通信質量約束的協同控制方法,就是在當前的通信服務質量約束下,設定無人機集群協同控制方法。在這種控制方法下,集群無人機的飛行既滿足任務需求,又可以滿足構造通信網絡的性能需求,進行實時的數據傳輸,從而提高集群無人機協同完成任務的效能。

自適應協同技術

“空地一體” 蜂巢航宇“集群智能”技術的圖5

要求集群無人機成員能夠做到根據共享信息感知彼此方位,自動協調,互相之間不撞在一起是最基本要求,能夠根據形勢步調一致,形成有利陣型則是更高的要求,任意一架無人機的退出或加入,都不會對系統組織結構帶來影響,從而發揮更好的作業能力。

路徑規劃技術

“空地一體” 蜂巢航宇“集群智能”技術的圖6

無人機在實際飛行中如果存在突發狀況,必須進行航跡重新規劃,以規避危險。為滿足協同工作時效性,重新規劃所采用的算法必須具有實時、高效的特點。蜂巢航宇無人機可以根據集群算法領域搜索的特點,以參考航跡的突發危險作為領群航跡,在突發危險段進行領域搜索,而不需要對整條航跡進行修改,由此可以快速獲得需要修正的航跡段,并替換原突發危險航跡段。整個飛行過程中,無人機根據獲得的危險信息,不斷修正航跡,直至達到目標節點。

編隊控制技術

“空地一體” 蜂巢航宇“集群智能”技術的圖7

編隊飛行是各國科研工作一直以來就追求的技術。其關鍵技術主要包括隊形設計、氣動耦合、隊形的動態調整、航跡規劃、信息互換以及編隊飛行控制策略等技術。在偵察、目標打擊、通信中繼、電子對抗、戰場評估和騷擾誘惑等方面,無人機編隊飛行可以提高單次完成任務的效率。而在執行任務時,通過調整偵察設備,如吊艙的工作角度,使無人機群在較短時間完成對目標全方位立體拍照的任務,并進行數據的實時傳輸及處理。

“空地一體” 蜂巢航宇“集群智能”技術的圖8

蜂巢航宇智能無人機巡檢系統不僅為長距離帶狀應用場景提供最佳解決方案,也可滿足行業定點范圍內的精細巡檢需求。整機展開、收藏、供電等自主完成。規劃航線后可自主巡檢,具備遠程操控、多機協同作業,智能數據實時傳輸等功能,監測到的畫面通過4G、5G/專網實時傳給指揮中心,指揮室可以實時監測無人機巡檢的情況。降低人員參與程度,在有序的規模化推廣下提供出一種更便捷、智能的解決方案,真正實現全自主無人化作業。

“空地一體” 蜂巢航宇“集群智能”技術的圖9

蜂巢航宇無人機集群技術是智能的倍增,也就是要達到1+1大于2的效果。那么如何實現呢?就是利用無人機群龐大的數據分析與處理能力,打造一個共同的“大腦”,使整個系統高效運轉,作戰時實現自我判斷,自主選擇是否進行作業,何時、何種方式作業。

蜂巢航宇集群智能化系統具有“平臺簡單、高度協調、完全自主、群體智能”特點,可快速實現多種無人機單機和多機飛行任務,如懸停、航線規劃、自主執行任務、數據實時傳輸等。已滲透偵察、安防等科技領域,而且也在農林環保、核安全應急、油氣巡檢、智慧城市、環境監測等國民經濟發展中也有著廣泛的應用。

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