無人系統(tǒng)技術(shù)的實例教程
7.FlyDragon公司電動無人機(jī)的創(chuàng)新性設(shè)計
據(jù)無人系統(tǒng)技術(shù)網(wǎng)2022年6月14日報道,F(xiàn)lyDragon無人機(jī)技術(shù)公司詳細(xì)介紹了FDG30 Mako Shark無人機(jī)的具體設(shè)計特點。該款無人機(jī)為電動無人機(jī),實現(xiàn)了垂直起降(VTOL)無人機(jī)的6小時超長續(xù)航飛行,專為空中測量和監(jiān)視應(yīng)用打造,結(jié)合了多旋翼無人機(jī)的發(fā)射和降落優(yōu)勢與固定翼無人機(jī)的耐久性。
FDG30 Mako Shark電動固定翼垂直起降無人機(jī)的設(shè)計創(chuàng)新點在于無人機(jī)進(jìn)氣口的位置——位于無人機(jī)下方,面向氣流,機(jī)身上升時可以加倍進(jìn)氣,從而保證了無人機(jī)的超長續(xù)航。無人機(jī)后端設(shè)計為傳導(dǎo)螺旋槳的進(jìn)氣口,可提高動力系統(tǒng)的效率;起落架采用鋁合金材料,使得無人機(jī)既輕便,又能吸收撞擊時的能量,減少了重著陸對機(jī)身造成的損害。其他創(chuàng)新點包括創(chuàng)新固定翼空氣動力學(xué)設(shè)計、高翼展比、大舵面、多轉(zhuǎn)子優(yōu)化、大軸距設(shè)計等。
FDG30 Mako Shark垂直起降無人機(jī)的動力系統(tǒng)得到優(yōu)化,每次起降只需使用約60瓦特小時(WH),最大限度地減少了對電池的需求,減少了重量和使用空間。FDG30無人機(jī)超輕、低轉(zhuǎn)動慣量的螺旋槳提升了機(jī)身穩(wěn)定性,能夠頻繁加速和減速。特殊的槳尖設(shè)計將噪音降低了三分之一。
8.SEA-KIT公司推出用于水文地理和環(huán)境數(shù)據(jù)收集的新型無人艇
據(jù)無人系統(tǒng)技術(shù)網(wǎng)2022年6月13日報道,SEA-KIT公司推出一款專為水文地理和環(huán)境數(shù)據(jù)收集而打造的H級無人艇(USV),該艇可裝備各類傳感器,部署SVP、MAPR、CTD和側(cè)掃聲納,主要用于深水及近岸測深和水文測量。
展開 來源:無人系統(tǒng)技術(shù)
作者:何玉慶,秦天一,王 楠
摘 要: 隨著無人系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展,多無人系統(tǒng)之間的跨域協(xié)同憑借其諸多優(yōu)勢成為當(dāng)前無人系統(tǒng)領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點。首先,闡述了無人系統(tǒng)跨域協(xié)同的概念形成與發(fā)展歷程,并對未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望;其次,系統(tǒng)梳理了國外多無人系統(tǒng)跨域協(xié)同技術(shù)的研究情況,分別從比賽競技、項目研發(fā)和應(yīng)用三個角度對美國、歐盟等無人系統(tǒng)跨域協(xié)同技術(shù)開展分析綜述;然后,介紹了無人系統(tǒng)跨域協(xié)同的核心問題和技術(shù)體系;最后,通過對典型應(yīng)用案例分析表明跨域協(xié)同對實際應(yīng)用效能有明顯提升作用,相關(guān)研究為我國未來無人系統(tǒng)跨域協(xié)同相關(guān)發(fā)展提供參考。
展開 智能科學(xué)學(xué)院無人裝備工程(無人機(jī)技術(shù)與保障)專業(yè),總共設(shè)置15門理論課程,包括無人機(jī)系統(tǒng)原理與運(yùn)用、無人機(jī)飛機(jī)系統(tǒng)、無人機(jī)自主飛行控制技術(shù)、無人機(jī)態(tài)勢感知與情報處理、無人機(jī)測控與信息傳輸技術(shù)、無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計綜合實踐項目等,共計312學(xué)時的課程安排,其中理論課程182學(xué)時,實踐課程130學(xué)時。
無人機(jī)態(tài)勢感知系列課程圍繞無人機(jī)態(tài)勢感知與情報處理技術(shù)展開,課程內(nèi)容如圖1所示,旨在培養(yǎng)學(xué)生無人機(jī)系統(tǒng)的目標(biāo)識別與跟蹤、圖像情報處理、情報數(shù)據(jù)挖掘、態(tài)勢可視化等核心關(guān)鍵技術(shù),并結(jié)合軍事或工程領(lǐng)域的前沿進(jìn)展開展教學(xué)內(nèi)容建設(shè)。其中,最主要的是無人機(jī)態(tài)勢感知與情報處理課程,課程具體包括態(tài)勢感知緒論、無人機(jī)感知傳感器技術(shù)、無人機(jī)環(huán)境感知技術(shù)、無人機(jī)情報信息處理技術(shù)、態(tài)勢感知的本質(zhì)特征與分析方法、態(tài)勢綜合處理技術(shù)等理論內(nèi)容建設(shè),以及無人機(jī)環(huán)境感知技術(shù)和無人機(jī)情報信息處理技術(shù)的實踐內(nèi)容建設(shè)。課程內(nèi)容貫徹厚基礎(chǔ)、重想法、多碰撞的教學(xué)理念,以典型的無人系統(tǒng)或裝備入題,引導(dǎo)學(xué)生開展深入學(xué)習(xí)思考,熟悉無人機(jī)態(tài)勢感知與情報處理的關(guān)鍵技術(shù),著力培養(yǎng)學(xué)員在無人機(jī)態(tài)勢感知與情報處理領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。
圖1 無人機(jī)態(tài)勢感知與情報處理課程內(nèi)容
無人裝備工程(無人機(jī)技術(shù)與保障)專業(yè)中的無人機(jī)載荷控制技術(shù)、無人機(jī)測控與信息傳輸技術(shù)為無人機(jī)態(tài)勢感知與情報處理技術(shù)課程提供了傳感器載荷、圖像情報信息傳輸?shù)戎R基礎(chǔ)。通過無人機(jī)態(tài)勢感知與情報處理技術(shù)課程學(xué)習(xí),學(xué)員了解無人機(jī)戰(zhàn)場環(huán)境感知與情報生成的技術(shù)體系,熟悉無人機(jī)態(tài)勢感知包括圖像信息獲取、圖像處理、目標(biāo)檢測的各項關(guān)鍵技術(shù),以及從圖像數(shù)據(jù)獲取到情報信息轉(zhuǎn)化的流程、實現(xiàn)和可視化方法。
展開 西北工業(yè)大學(xué) 航天學(xué)院, 西安 710072
關(guān)鍵詞:免疫機(jī)制; 無人系統(tǒng); 免疫智能; 自愈控制; 免疫控制; 自身耐受性
摘 要:傳統(tǒng)的無人系統(tǒng)人工智能技術(shù)重點研究人腦思維、感知和肌電反應(yīng)等領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)實現(xiàn)。免疫反應(yīng)是生物體在面臨病毒、細(xì)菌和天敵時保持生存和健康的獨(dú)特生理機(jī)制,是智能系統(tǒng)技術(shù)研究領(lǐng)域的嶄新視點。受動物應(yīng)對病毒侵襲、環(huán)境劇變、天敵威脅等不利態(tài)勢的免疫反應(yīng)、保護(hù)自我和進(jìn)化機(jī)制啟發(fā),提出無人系統(tǒng)在包含攻擊、干擾、拒止、封鎖、損傷、故障和博弈等惡劣環(huán)境和對抗模式下的生存安全問題,建立無人系統(tǒng)免疫智能技術(shù)的一般框架,架設(shè)無人系統(tǒng)和生物體之間免疫機(jī)制的橋梁。主要內(nèi)容包括無人系統(tǒng)免疫智能技術(shù)的基本概念、反應(yīng)機(jī)理、關(guān)鍵技術(shù)和研究框架,并分別從感知與診斷、適應(yīng)與激勵、學(xué)習(xí)與進(jìn)化等技術(shù)層面進(jìn)行了問題描述。最后,對免疫智能技術(shù)的未來研究方向和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了展望。
1 研究背景與意義
2020年新型冠狀病毒的爆發(fā)對人類健康造成了嚴(yán)重威脅, 提高人類對于新型病毒的免疫能力和自愈能力已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)和生物學(xué)家近期的主要任務(wù)。動物在億萬年進(jìn)化中, 面對病毒侵襲、環(huán)境劇變、天敵侵害、種群競爭等紛繁多樣的挑戰(zhàn), 依靠自身和群體的能力保證了物種的生存與進(jìn)化, 其中的病原識別、免疫、自愈和進(jìn)化能力是抵抗病毒、治愈病痛、戰(zhàn)勝天敵、適應(yīng)環(huán)境、實現(xiàn)繁衍的關(guān)鍵要素。
智能系統(tǒng)的本質(zhì)是使得人工設(shè)計和制造的物理系統(tǒng)具有某些生物的功能。近年來, 人工智能技術(shù)在思維、感知和肌電反應(yīng)等領(lǐng)域已得到飛速發(fā)展,無人系統(tǒng)人工智能技術(shù)已成為研究熱點[1]。其中,受生物啟發(fā)的無人系統(tǒng)將基本的生物學(xué)原理轉(zhuǎn)化為工程設(shè)計規(guī)則, 憑借“道法自然”的思想創(chuàng)造出像自然系統(tǒng)一樣工作的無人系統(tǒng), 使其“受生物啟發(fā)”但又具有“超越生物“的能力。
展開 圖8 LiNbO3機(jī)械天線發(fā)射器
Fig.8 Lithium niobate mechanical antenna transmitter
2 美國地下無人系統(tǒng)發(fā)展趨勢
美國地下領(lǐng)域無人系統(tǒng)技術(shù)初始階段的探索研究已經(jīng)接近尾聲,目前已初具規(guī)模,而地下領(lǐng)域無人系統(tǒng)實際面向的應(yīng)用場景復(fù)雜多變,自然和人為影響因素將使其更加多樣化。因此,美國地下領(lǐng)域無人系統(tǒng)技術(shù)將進(jìn)一步深化發(fā)展,成為能夠應(yīng)用于強(qiáng)對抗環(huán)境下的技術(shù)儲備。
結(jié)合對美國地下無人系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀的研究分析,可以歸納出美國主要從突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸、整合系統(tǒng)有效資源、實現(xiàn)基本功能等方面開展無人系統(tǒng)探索研究。美國地下領(lǐng)域無人系統(tǒng)仍處于特定場景的實驗室研究階段,為滿足真實任務(wù)場景的需求,美國將從增強(qiáng)單體性能、提升群體協(xié)作能力等方面優(yōu)化地下領(lǐng)域無人系統(tǒng),滿足強(qiáng)對抗場景下無人系統(tǒng)的應(yīng)用,進(jìn)一步加強(qiáng)系統(tǒng)自適應(yīng)進(jìn)化能力,推動地下領(lǐng)域無人系統(tǒng)在實際任務(wù)場景中的應(yīng)用。
2.1 增強(qiáng)無人系統(tǒng)單體性能
地下領(lǐng)域無人系統(tǒng)的實際應(yīng)用場景與需要面向的突發(fā)情況會比測試階段搭建的場景更加惡劣,時空受限更加嚴(yán)重,無法發(fā)揮無人系統(tǒng)整體的群體協(xié)作能力。因此,美國將從增強(qiáng)單體性能方面提升無人系統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行能力,同時單體性能的增強(qiáng)也會使無人系統(tǒng)整體的性能得到提升。
目前,美國地下無人系統(tǒng)單體仍存在對特殊情況的適應(yīng)性不好、自主能力不強(qiáng)、對任務(wù)目標(biāo)的識別依賴特殊標(biāo)識、載體功耗大續(xù)航能力不強(qiáng)、抗干擾能力不佳、導(dǎo)航精度不夠、通信距離不足等多種缺陷,需要針對性地通過精加工、芯片技術(shù)、人工智能、信息物理系統(tǒng)等技術(shù),改進(jìn)單體機(jī)械結(jié)構(gòu)、提高控制與傳感器系統(tǒng)的集成度、提高傳感器感知能力、加深傳感器之間的融合程度、優(yōu)化電源管理系統(tǒng)、加強(qiáng)無人系統(tǒng)對任務(wù)目標(biāo)的辨識能力,從而實現(xiàn)無人系統(tǒng)單體性能的增強(qiáng)。
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