无人机系统与人工智能

发布时间：2019-11-16 05:16

【摘要】：随着人工智能技术的迅猛发展,无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)的发展在21世纪将迎来新的爆发。首先从历史发展的角度出发,综述和分析了无人机控制系统发展的各个阶段的特点;其次,着重分析无人机和无人机系统对人工智能技术的需求;最后,探讨了无人机系统对未来的潜在影响和适用性。
【图文】：

路径规划,全局,智能,技术

环境自适应技术；⑤新型传感器技术。例如，侦察、干扰、探测、通信一体化设计技术是利用电子侦察、信息对抗、微波遥感和通信传输这４个技术领域相近的特点，通过解决侦、干、探、通一体化机理、可重构宽频带天线、超宽带低噪复用信道技术等技术问题，实现侦察、干扰、探测、通信４种功能在系统架构、天线设计、信道复用、数据处理、信息融合等层面的一体化。２）智能路径规划技术，具体可以应用的算法包括：①蚁群算法；②神经网络算法。③粒子群算法；④遗传算法；⑤混合算法。图１给出了基于遗传算法的无人机全局航行路径规划方法原理图，通过多次迭代后获得最优的路径。图１基于遗传算法的全局航行路径规划方法原理图Ｆｉｇ．１ＰａｔｈＰｌａｎｎｉｎｇＭｅｔｈｏｄｏｆＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏｒｉｔｈｍ３）智能飞行控制技术，具体包括：①鲁棒飞控技术，重点关注容错、可重构飞行控制方法；②开放性飞控技术，重点关注飞控技术的兼容性、可扩展性；③自主决策、融合技术；④自学习和进化技术。例如，鲁棒飞控技术是利用Ｋｈａｒｉｔｏｎｏｖ区间理论、Ｈ∞控制理论、结构奇异值理论（μ理论）等提高无人机飞控系统的容错、可重构水平，，提升无人机系统环境适应能力。４）智能空域整合技术，具体包括：①智能地基感知与规避；②智能无人机适航认证；③智能空域管理规则。例如，智能地基感知与规避是利用布置的地面的各种传感器，对空中无人机的飞行状态进行探测，并提供空域使用建议，避免发生空中危险接近或碰撞。１５２５

概念图,目标识别,无人机

第４２卷第１１期樊邦奎等：无人机系统与人工智能图２基于人工神经网络的目标识别概念图Ｆｉｇ．２ＣｏｎｃｅｐｔＭａｐｏｆＴａｒｇｅｔＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋ图３是典型的专家系统模型结构。图３专家系统模型结构Ｆｉｇ．３ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＳｙｓｔｅｍＭｏｄｅｌ３展望从空中飞行器发展史看，无人机只比有人机晚诞生十几年，但其发展速度、普及速度远不及有人机迅速。无人机的发展主要是受限于智能控制技术的落后，但是随着以人工智能为代表的新一轮信息技术革命的突破性进展，无人机必将迎来高速发展应用的历史时刻。在不久的将来，无人机将对人类的生产生活方式带来巨大的影响，可以预想，无人机将改变人们的生活方式、改变行业应用模式，无人机也将改变未来战争的形式。３．１无人机将改变人类生活方式［３］１）无人机个性化服务将走进千家万户目前，越来越多的家用型无人机正在抢占市常有理由相信，结合了人工智能技术的家用无人机未来将会为普通家庭提供个性化服务。试想，在一个月明星稀的夜晚，你刚在天台凉椅躺下，一群“精灵”便飞来为你服务。一只“精灵”为你奉上热咖啡或点燃的香烟，另外一群“精灵”在空中翩翩起舞，他们会随着你的手势或语言调整工作模式。这些“精灵”即是家庭的家用无人机，可以通过分工合作满足家庭的个性化需求。２）无人机将成为人运动的忠诚伴侣现阶段的运动系智能硬件主要集中为运动手环等穿戴式设备。穿戴式设备可以记录运动者的一些数据，但无法与运动者交互。而智能无人机可以发挥记录、拍摄、跟随、与外界交互、解决实际问题等作用。

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