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无人机的自主与智能控制

来源:《中国高新科技》杂志社 时间:2018-07-06

近年来,无人机的控制研究日渐成为科技创新的重要发展方向,对于无人机的自主与智能控制也逐步受到社会关注,针对此领域也需要增加人力物力的支持,同时拓展技术的研发领域。当前,无人机控制领域的整体水平与现实需求仍有较大差距。本文从无人机入手,分析具体技术的发展趋势。

1 自主与智能的关系

自主是行为方式的表达,通过自身决策完成某行为;智能是指对行为过程的完成能力,在各种环境中积极寻找合理“路径”,从而积极完成某项任务。自主与智能是相辅相成的,自主是智能的结果,智能依赖于自主,智能是在自主的基础上进行的综合运用,通过总结归纳提取有效信息,对特征展开归纳,进而有效提升知识结构,使其能够符合相关规律。无人机自主的要义包括独立的执行力、信息决策力、信息获取力等,自主的基础是信息获取,无人机需要外界信息提供支撑,否则将无法正常运作。自主要求能够独立自主地进行决策和处理,按照个体能力进行灵活执行。因此,自主智能在信息提取中体现为:信息源无法进行人为设置,要保证可信性就要进行自主感知,不能借助外界手段进行整合,还需要对信息的特征做出整理和归纳。可见,自主信息的传感器主要包括电磁传感器、信息传感器、光学传感器、地形感知设备、视觉感知设备及惯性传感器。信息源的选择无法改变的周围的属性,只能按照距离对周围做出选择,减小区域的信息提取,在进行故障重构的同时提供可信的信息。

无人机根据智能处理分为不同等级,包括个体安全飞行,既能保证飞行安全,以安全的姿态进行平稳运行,又具防撞能力,能有效规避物体的自主安全;具备加油能力,可以为飞行能量保障,包括着陆、修复、故障重构等方法。完成特定的工作也就是高品质工作,包括四维导航认知、进行路径规划、完成既定任务、否定无意识信息。此外,机群协同也是重要环节,包括编队飞行、协同作战、群体感知等内容。总而言之,自主智能控制的不同等级相互促进,共同构成无人机的要义,要对智能和自主进行保证的同时,充分利用可靠的信息资源,借助传感器进行整合,有效确保两者的有效性,促进智能和自主的有效实现,无人机对权限信息、外来信息进行自主决策与信息整合,对“代理机构”的指令进行自主智能管控,大力实现无人机的智能发展。无人机的自主控制研究可以依附于无人机控制,从思想观念出发,尝试树立控制意识,促进智能化的控制,以保证能够满足经济效益的实际要求。为避免因盲目追求经济效益忽视无人机控制,要处理好控制进度与经济效益之间的关系,从智能控制出发制定与经济相适应的控制模式,以保证自主控制的科学性。

2 无人机实现方法

无人机的自主与智能控制包括硬件载体、控制逻辑、行为决策等功能,硬件载体与功能灵魂相互依赖,不同的载体会对不同的功能进行作用,两者相辅相成。无人机的自主与智能控制在创造中需要充分考虑两者的协调。要不断完善修复能力,设立故障体系,大力提升智能功能,将相对独立的部件运用到传感器当中,借助合理的分布式配置形成无人机的保护机制。无人机的自主与智能控制技术应用的实际效果为:无人机的自主与智能控制能够有效观测制约的变化趋势,利用无人机的自主与智能控制技术进行实地监测能够保障结果的多样,为定期维护相关信息提高可信度,更好地适应我国幅员辽阔的土地规模。根据社会实际的要求,综合运用无人机的自主与智能控制进行综合调查,在发挥其技术优势的基础上,满足社会总体的现实需要。无人机的自主与智能控制从太空观测到地表,从中获取大量的数据,这就大幅度拓展了传统的观测视野,为改善技术提供了创新的方法。随着无人机技术的发展,自主与智能控制经由多样的手段得到发展,传感器获取的数据来源于多功能的平台、多数量的传感器、多角度的检测和高分辨率,使得所获取的资源拥有内涵丰富的信息。自主与智能控制为迎合实际需要提供了多样的调查方法,数据中所采用的手段主要包括卫星技术、航空航天、地面抽样、重点聚焦等多种实际调查方法,能够发挥数据的收集能力。

3 无人机发展建议

无人机技术在当代的应用,随着社会总体水平的提高势必得到不断发展,自主与智能控制的发展必然推动无人机技术发挥实际应用价值。为更好地实现无人机的自主与智能控制应充分拓展动态管理。这就需要从事自主与智能控制技术的人员不断努力,在无人机技术发展中发挥不可替代的效用,为日常的生产经营活动提供动力,为环境的未来发展提供帮助。

3.1 构建智能化体系

无人机的自主控制要坚持从隐含问题出发综合考虑,确保智能控制可以稳定在一定的水平之下,从前期、中期、后期的控制环节中进行综合衡量,针对可能存在的成本、质量、采购等问题进行全面分析,同时对经济效益进行全面的分析以及合理评估,遵循经济的利益进行考察,选择综合性控制策略实施管理。无人机设计中,要通过专业的智能设计配合项目的顺利进行,以保证自主智能化得到落实,在智能控制检测中实现有效控制。与此同时,为实现智能控制的自主性,要制定相关的需求计划。通过建立合理的体系,将各个监管切实落实在无人机控制中,通过竞争机制的设立提高智能控制水准,以维护各个参与方的权益。此外,还要加大资金投入,构建市场机制,降低成本消耗。

3.2 明晰权责义务

无人机技术借助高空为视角进行对地面的观测,这使得同步观测得以实现,对某地的重复动态探测,能获得综合可比的真实数据,为提供周期数量巨大的多波段地表信息提供宝贵材料。无人机的控制要聘请专家针对智能控制的规定展开逐条审核,通过利弊的分析确保无人机的可靠性。还要设立沟通与谈判的机制,平衡无人机控制的相关条款、切实保护无人机使用中的安全。同时还要进行自主控制的权责义务划分,履行无人机控制的程序,当存在控制纠纷时,可以收集证据来开展公正的裁量,以保证各方利益能够得到维护。要完善我国无人机智能控制实施保护的机构建设,在不同地域设置无人机控制的监察机构,培养一批相关的专业无人机人才,以落实自主控制的相关工作,促使无人机设计人才能够积极参与到日常控制中。同时,要激发工作者的管理热情,吸引经验丰富的高素质人员,以定期培训的形式加强技术人员的安全控制意识,督促相关人员能够提升各项操作水平,切实熟悉无人机的控制管理,提高自主的控制能力,同时避免可能出现的安全纠纷。还可以设立无人机人才的发展机会,吸引大量人才参与到无人机智能控制的队伍中,切实改善无人机的外部环境。可以尝试设置人才培养的专项资金,借助定期的无人机自主与智能控制的职业培训,帮助从业者将理论与无人机自主与智能控制的实践相统一。

3.3 构建监测系统

通过对于无人机实践的研究可以发现,大多数智能化的控制存在沟通不畅。要想解决相关问题就要从管理体系入手,形成可靠的检测体系,同时加强内部沟通,改革技术人员的防范意识,切实激发无人机操作人员大力参与控制的积极性,依据无人机的智能控制形成具体的监测网络,设置无人机质量的不同指标,借助信息化的网络掌握无人机智能控制的跟踪管理,定期开展无人机监测,以便掌握无人机的现实发展状况,为预防可能出现的智能控制问题提出方案,为保护无人机的运转设立基础,进而达到促进无人机自主控制的目的。此外,还可以建立监督制度,通过完善无人机监控并委托第三方展开后期跟踪,以达到落实智能控制的目标。在各环节引入控制,可以及时反映现有的控制问题,同时预测可能存在的问题,对此进行有效的预防。要切实提高无人机自主与智能控制相关部门的日常工作能力,不断强化无人机的控制管理,对于不同要求的无人机控制形成差别化对待,设立不同的监测站点,加大设备投入给予无人机工作以财力支持,针对智能控制的各项需要设立专项资金,为确保无人机控制有序进行提供物质保障。

4 结语

综上所述,在反复研究的前提下,重新梳理无人机本质内涵。针对自主与智能而言,分析二者的本质内涵及关系,使得实现无人机自主智能控制的基本思路和理念初步形成,将实现自主智能控制系统无人机架构积极构建,且相关结果已经运用于实际飞机控制系统中;对于自主智能控制来说,虽然它具有很长的研究历史,但存在严重不足的研究深度,多数情况在理论层面上停留,从无人机应用层面来看,仍为萌芽状态。对于自主智能来说,还需要深入研究其实现方法、智能决策策略及信息感知方法等方面的内容。

 

参考文献

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[4]彭志红,孙琳,陈杰,等.基于改进差分进化算法的无人机在线低空突防航迹规划[J].北京科技大学学报,2012,34(1).

 

基金项目:沈阳市科技计划项目(Y17-2-008,18-004-2-27)。

 

(作者张黎供职于辽宁壮龙无人机科技有限公司)

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