衛(wèi)星集群飛行的案例
D4S-V1集群無人機(jī)飛行仿真系統(tǒng)
武漢傲睿爾科技有限公司集群無人機(jī)飛行仿真系統(tǒng)通過多路AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)群內(nèi)的無人機(jī)的自動(dòng)化飛行、任務(wù)管理和通信管理功能，通過數(shù)據(jù)匯聚后統(tǒng)一在三維場(chǎng)景中進(jìn)行展示，顯示內(nèi)容包括無人機(jī)集群總體飛行態(tài)勢(shì)，指定無人機(jī)飛行態(tài)勢(shì)和無人機(jī)任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)；同時(shí)系統(tǒng)提供統(tǒng)一的設(shè)置管理界面提供仿真無人機(jī)單機(jī)設(shè)置和機(jī)群設(shè)置能力，可對(duì)指定無人機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)定，并且可以對(duì)無人機(jī)集群協(xié)同方式進(jìn)行設(shè)置；在使用時(shí)，操作人員可以使用外部操控設(shè)備對(duì)指定的仿真無人機(jī)進(jìn)行控制。
產(chǎn)品特點(diǎn)
集群無人機(jī)仿真場(chǎng)景
場(chǎng)景模型：
系統(tǒng)使用3A級(jí)3D引擎營造出逼真的集群無人機(jī)飛行場(chǎng)景，對(duì)無人機(jī)及城市環(huán)境等進(jìn)行精細(xì)化建模，環(huán)境模型可根據(jù)地圖實(shí)物建筑1：
1還原展示。
集群單機(jī)、多機(jī)選定控制
一鍵起飛、降落：可一鍵操控集群無人機(jī)起飛與降落，操作方便快捷。
位置控制：
可通過航跡規(guī)劃或手動(dòng)單控方式對(duì)集群單機(jī)、多機(jī)進(jìn)行位置控制。
航跡規(guī)劃：通過在地圖中設(shè)置航點(diǎn)坐標(biāo)、航點(diǎn)高度和飛行速度等數(shù)據(jù)，對(duì)集群無人機(jī)航線進(jìn)行任務(wù)配置。
編隊(duì)變換：可設(shè)置集群無人機(jī)飛行編隊(duì)，如三角和一字型等，使集群無人機(jī)進(jìn)行編隊(duì)變換。
集群智能算法：采用集群有中心編隊(duì)（有人操作中心機(jī)編隊(duì)飛行）與無中心編隊(duì)（航跡飛行與地毯式搜索）集群智能算法，通過地面站控制指令實(shí)現(xiàn)對(duì)集群及單無人機(jī)姿態(tài)位置控制、軌跡控制、載荷控制。
實(shí)時(shí)通信
實(shí)現(xiàn)地面站、仿真系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)間的實(shí)時(shí)通信，展示集群無人機(jī)實(shí)時(shí)飛行軌跡及航測(cè)數(shù)據(jù)，如姿態(tài)、位置和速度等數(shù)據(jù)，可根據(jù)實(shí)時(shí)返回?cái)?shù)據(jù)對(duì)集群無人機(jī)進(jìn)行操控。
展開 翻滾跳躍、集群飛行，MIT開發(fā)新一代類昆蟲無人機(jī)，還能承受人為撞擊
現(xiàn)今的無人機(jī)體積都很大，無人機(jī)大多數(shù)應(yīng)用都涉及到戶外飛行。但問題是：你能創(chuàng)造出昆蟲大小的無人機(jī)，并使其在非常復(fù)雜、雜亂的空間里飛行嗎？
Chen 表示，制造小型空中無人機(jī)的挑戰(zhàn)是巨大的。小型無人機(jī)的結(jié)構(gòu)與大型無人機(jī)完全不同。大型無人機(jī)通常由電機(jī)提供動(dòng)力，但當(dāng)你縮小它們時(shí)，電機(jī)就會(huì)失去效率。因此，對(duì)于類昆蟲無人機(jī)，你需要尋找替代品。MIT 助理教授 Kevin Yufeng Chen。
迄今為止，主要的替代方案是采用由壓電陶瓷材料制成的小型剛性執(zhí)行器。壓電陶瓷使第一代微型無人機(jī)得以飛行，但它們非常脆弱。Chen 設(shè)計(jì)了一種更具彈性的微型無人機(jī)，采用軟致動(dòng)器，而不是比較硬的、易碎的致動(dòng)器。
軟致動(dòng)器由涂有碳納米管的薄橡膠圓筒制成。當(dāng)對(duì)碳納米管施加電壓時(shí)，它們產(chǎn)生一種靜電力，擠壓并拉長橡膠圓筒。反復(fù)的拉伸和收縮使無人機(jī)的翅膀快速的煽動(dòng)。
Chen 采用的致動(dòng)器可以每秒拍打近 500 次，賦予無人機(jī)類似昆蟲般的彈性。你可以在它飛行時(shí)去擊打，但它會(huì)自行恢復(fù)。除此以外，它還可以做空中翻筋斗等具有攻擊性的動(dòng)作。它的重量只有 0.6 克，大約是一只大黃蜂的重量。這款無人機(jī)的外形看起來像帶有翅膀的小卡帶，不過 Chen 正在研制一種外形像蜻蜓的新型原型機(jī)。
康奈爾大學(xué)電子和計(jì)算機(jī)工程系助理教授 Farrell Helbling 表示：「用一個(gè)厘米級(jí)的機(jī)器人實(shí)現(xiàn)飛行是了不起的。由于軟致動(dòng)器固有的柔順性，即使撞上障礙物，也能保證無人機(jī)的安全，而不會(huì)對(duì)飛行產(chǎn)生很大的抑制作用。這一特性非常適合在混亂的動(dòng)態(tài)環(huán)境中飛行，對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的很多應(yīng)用程序都非常有用。」
Helbling 補(bǔ)充道，實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵步驟將是從有線電源上解除機(jī)器人的束縛，這是目前致動(dòng)器的高工作電壓所需要的。
就其影響而言，發(fā)明類昆蟲無人機(jī)為研究昆蟲飛行的生物學(xué)和物理學(xué)提供一個(gè)窗口。
展開 航天科工突破集群智能協(xié)同關(guān)鍵技術(shù) 最新開發(fā)智能無人飛行器編隊(duì)
復(fù)雜光照條件下目標(biāo)識(shí)別與編隊(duì)精準(zhǔn)穿越 中國航天科工二院二部 供圖
記者29日從中國航天科工集團(tuán)獲悉，該公司二院二部五室“智能協(xié)同控制”研發(fā)團(tuán)隊(duì)突破集群智能協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)的原型系統(tǒng)已經(jīng)初步具備高動(dòng)態(tài)無人飛行器間智能協(xié)同作業(yè)能力，擁有多場(chǎng)景異構(gòu)無人集群驗(yàn)證系統(tǒng)自主研發(fā)技術(shù)水平。智能無人飛行器編隊(duì)是其最新創(chuàng)新成果。
據(jù)悉，在應(yīng)急協(xié)同搜索任務(wù)中，數(shù)十架無人飛行器構(gòu)成的集群編隊(duì)接到命令起飛后，自主規(guī)劃分解搜索任務(wù)，在復(fù)雜環(huán)境內(nèi)展開搜索，自主識(shí)別搜索目標(biāo)，并實(shí)時(shí)將搜索結(jié)果傳回地面站，引導(dǎo)地面人員完成對(duì)搜索目標(biāo)的確認(rèn)和精準(zhǔn)定位。
智能協(xié)同控制技術(shù)相當(dāng)于無人集群的“大腦”，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)整個(gè)群體的任務(wù)、分工和任務(wù)執(zhí)行。該技術(shù)將編隊(duì)協(xié)同的無人飛行器從慢速的多旋翼擴(kuò)展到飛行速度數(shù)十米每秒的高動(dòng)態(tài)無人機(jī)飛行器，相同面積的偵察搜尋速度提升3倍以上，并且能夠根據(jù)機(jī)載拍攝圖像的智能識(shí)別結(jié)果，自主規(guī)劃下一步行動(dòng)，對(duì)突發(fā)情況的臨機(jī)處置響應(yīng)時(shí)間從數(shù)十秒提高到1秒以內(nèi)。
該團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)無人集群群體智能技術(shù)，將積累的先進(jìn)自主控制技術(shù)與人工智能相結(jié)合，完全自主掌握智能無人集群協(xié)同控制核心關(guān)鍵技術(shù)，成功突破了協(xié)同搜索識(shí)別定位與目標(biāo)跟蹤技術(shù)、分布式協(xié)同智能決策技術(shù)、無人集群密集編隊(duì)控制技術(shù)、高速條件下精確避障技術(shù)、低精度導(dǎo)航下精確制導(dǎo)技術(shù)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
團(tuán)隊(duì)此前在“無人爭(zhēng)鋒”智能無人集群系統(tǒng)挑戰(zhàn)賽、“暢聯(lián)智勝”無人蜂群聯(lián)合行動(dòng)挑戰(zhàn)賽、“智勝空天”無人機(jī)挑戰(zhàn)賽和“如影隨形”無人機(jī)空中精確對(duì)接技術(shù)挑戰(zhàn)賽等多項(xiàng)重大賽事中屢折桂冠。
展開 基于MBSE的衛(wèi)星工程(5)
空間自主納星集群飛行和地理定位任務(wù)
由以色列理工學(xué)院主導(dǎo)、并得到以色列航天工業(yè)公司支持的“空間自主納星集群飛行和地理定位任務(wù)”（Space Autonomous Mission for Swarming andGeo-Locating Nanosatellites——SAMSON），旨在演示多顆衛(wèi)星的長期自主編隊(duì)飛行。該任務(wù)將使用3顆基于立方星標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)研發(fā)的3U立方星。每顆衛(wèi)星上都將配備冷氣推進(jìn)系統(tǒng)、原子鐘、星間通信系統(tǒng)以及可展開太陽能電池板。這3顆衛(wèi)星將被發(fā)射到半長軸、偏心率、傾角相同的；軌道，并形成一個(gè)衛(wèi)星集群，衛(wèi)星間的相對(duì)距離從最近的100m到最遠(yuǎn)的250km。其中1顆星將被指定為“領(lǐng)航者”，其他2顆星將作為“跟隨者”。“跟隨者”可根據(jù)“領(lǐng)航者”的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)運(yùn)行軌道進(jìn)行修正，以滿足相對(duì)距離約束。另外，地面控制中心可下達(dá)指令從而實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星間的角色轉(zhuǎn)換。
利用納米衛(wèi)星進(jìn)行群集和地理定位的空間自主任務(wù)(SAMSON：Space Autonomous Mission for Swarming and Geolocation with Nanosatellites)
地球觀測(cè)應(yīng)用的新趨勢(shì)是使用一套低成本、簡單和研制時(shí)間短的衛(wèi)星。以12顆立方體衛(wèi)星作為成像節(jié)點(diǎn)的群任務(wù)，此外還提出了集線式微衛(wèi)星來完成對(duì)地觀測(cè)任務(wù)，稱為分塊成像衛(wèi)星群(FIC：Fractionated Imaging Satellite Cluster)。該建議的最大問題在于成像節(jié)點(diǎn)衛(wèi)星和一顆集線器衛(wèi)星之間使用光通信鏈路來傳輸大量成像數(shù)據(jù)。
SAMSON將包括三顆基于立方體衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)建造的納米衛(wèi)星。
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