無人機(jī)自主控制關(guān)鍵技術(shù)新進(jìn)展

李竟達(dá)

摘?要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，無人機(jī)技術(shù)在我國得到了廣泛的關(guān)注和快速的發(fā)展，近年來無人機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)水平不斷得到優(yōu)化和完善，取得了極為可喜的進(jìn)展。自主控制技術(shù)是無人機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，也是決定我國無人機(jī)技術(shù)發(fā)展前景的重要技術(shù)手段之一，雖然目前我國的無人機(jī)技術(shù)仍處于比較初級的階段，但新技術(shù)和新系統(tǒng)的不斷發(fā)展為無人機(jī)系統(tǒng)的前景帶來了無限可能。本文通過探究無人機(jī)自主控制關(guān)鍵技術(shù)的新進(jìn)展，為相關(guān)工作的開展提供參考。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);自主控制;關(guān)鍵技術(shù);進(jìn)展

無人機(jī)自主控制技術(shù)在我國具有非常關(guān)闊的發(fā)展前景，其可以廣泛的應(yīng)用于軍事、生產(chǎn)及生活的各個(gè)方面，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，針對無人機(jī)自主控制技術(shù)的探索也在不斷攻堅(jiān)克難，新技術(shù)的廣泛應(yīng)用大大提升了無人機(jī)自主控制技術(shù)的水平，將我國無人機(jī)系統(tǒng)的建設(shè)帶入了更為先進(jìn)和智能化的領(lǐng)域，在未來一段時(shí)間內(nèi)我國仍將致力于對無人機(jī)自主控制關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自主控制在各個(gè)領(lǐng)域的有效應(yīng)用。

一、無人機(jī)自主控制的關(guān)鍵技術(shù)概要

（一）無人機(jī)自主控制概述

無人機(jī)自主控制技術(shù)是無人機(jī)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，其主要是指無人機(jī)的自適應(yīng)控制水平和能力，無人機(jī)的自主控制系統(tǒng)可以根據(jù)地面站發(fā)送的信號指令完成規(guī)定的飛行任務(wù)，并通過自主檢測、信息抓取、狀態(tài)控制和電機(jī)控制等一系列技術(shù)執(zhí)行地面站發(fā)送的指令[1]。

無人機(jī)自主控制技術(shù)可以借助無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號的接收，并對無人機(jī)通信接口的狀態(tài)進(jìn)行自主的監(jiān)測和排查，確保無人機(jī)通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行;當(dāng)系統(tǒng)接收到來自地面站的指令后，獲取完成指令所需的飛行信息，在對飛行指令進(jìn)行結(jié)算后，通過程序驅(qū)動無人機(jī)的自主控制系統(tǒng)，來執(zhí)行地面站發(fā)送的指令，并借助無線傳感器與地面站進(jìn)行實(shí)時(shí)的通信與數(shù)據(jù)的共享，幫助地面站實(shí)時(shí)監(jiān)測無人機(jī)的飛行狀態(tài)，獲取飛行數(shù)據(jù)，并進(jìn)行有效的控制，通過自主控制技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)智能化的飛行指令執(zhí)行。

（二）無人機(jī)自主控制的關(guān)鍵技術(shù)需求

無人機(jī)自主控制技術(shù)借助科技的發(fā)展與信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)水平的創(chuàng)新和突破，目前我國在無人機(jī)自主控制關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展上需要存在以下需求：

首先，針對無人機(jī)全面環(huán)境感知能力的技術(shù)研究，環(huán)境感知能力的技術(shù)發(fā)展是無人機(jī)自主控制技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)，通過環(huán)境感知技術(shù)，可以幫助無人機(jī)自主控制系統(tǒng)自動識別操作中的一系列干擾，實(shí)現(xiàn)智能化的無人駕駛。

其次，針對無人機(jī)自主導(dǎo)航和規(guī)劃的技術(shù)研究，無人機(jī)自主控制技術(shù)的發(fā)展需要依托強(qiáng)大的自主導(dǎo)航和規(guī)劃系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的導(dǎo)航定位和路徑規(guī)劃，從而確保自主控制操作中的最優(yōu)化路徑選擇和排除周邊干擾，提升無人機(jī)自主控制系統(tǒng)的靈活性和準(zhǔn)確性，提升自主規(guī)劃路徑的能力，實(shí)現(xiàn)真正的無人控制、自主操作。

再次，針對無人機(jī)協(xié)同工作技術(shù)的研究，無人機(jī)自主控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，就對無人機(jī)的跨平臺工作能力提出了較高的要求，無人機(jī)系統(tǒng)需要能夠與各個(gè)平臺建立有效的協(xié)同和聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和技術(shù)的支持，并實(shí)現(xiàn)良好的操作應(yīng)用。

二、無人機(jī)系統(tǒng)自主控制的關(guān)鍵技術(shù)

（一）遠(yuǎn)程通信技術(shù)

遠(yuǎn)程通信技術(shù)是無人機(jī)自主控制系統(tǒng)能夠獲取飛行指令、分解飛行任務(wù)，并實(shí)時(shí)與地面站進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和指令發(fā)送的技術(shù)基礎(chǔ)[2]。隨著我國通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)自主控制技術(shù)將不斷加快在數(shù)字微波通信和衛(wèi)星通信方面的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用，以更好的滿足無人機(jī)與地面站進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)傳輸與共享要求，提升通信網(wǎng)絡(luò)與信號的穩(wěn)定性，更好的強(qiáng)化對無人機(jī)自主控制系統(tǒng)的管理。

（二）傳感技術(shù)

傳感技術(shù)是幫助無人機(jī)自主控制系統(tǒng)更好的感知外界環(huán)境，進(jìn)行自主導(dǎo)航和路徑規(guī)劃，排除環(huán)境干擾，完成飛行指令的關(guān)鍵技術(shù)，目前我國的無人機(jī)傳感技術(shù)還處于比較初級的階段，還需通過技術(shù)的不斷突破實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)、快速和科學(xué)的感知，并實(shí)現(xiàn)在軍事中的有效應(yīng)用。

（三）生存能力

生存能力主要是指無人機(jī)在自主飛行過程中的抗干擾、抗突發(fā)事件及抗環(huán)境變化等方面的能力，無人機(jī)自主控制技術(shù)還需不斷加強(qiáng)對軟硬件技術(shù)的完善和更新，以更好的應(yīng)對復(fù)雜環(huán)境、突發(fā)事件和各類干擾因素的影響。

三、無人機(jī)系統(tǒng)自主控制關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展趨勢

目前，無人機(jī)自主控制技術(shù)在我國還處于比較初級的階段，很多技術(shù)的發(fā)展尚不完善，在無人機(jī)自主控制技術(shù)中最為關(guān)鍵的就是無人機(jī)在不確定的環(huán)境下和干擾因素中自主控制技術(shù)，該種技術(shù)的發(fā)展不僅可以能增強(qiáng)無人機(jī)自主控制系統(tǒng)的感知能力，而且伴隨技術(shù)水平不斷提高的趨勢，加強(qiáng)信息獲取的速度和精確性，提高無人機(jī)與地面站的信息傳輸與共享能力，從而實(shí)現(xiàn)真正的無人駕駛與自主控制，為無人機(jī)在多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

四、結(jié)語

雖然目前我國對無人機(jī)自主控制關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新還有很長的一段路要走，但基于國家對無人機(jī)技術(shù)發(fā)展的大力支持和強(qiáng)大的科學(xué)技術(shù)發(fā)展作為依托，未來的無人機(jī)自主控制關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展必將具有廣闊的前景和空間，以高度的自主和強(qiáng)大的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)真正的無人機(jī)自主控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]龔松波.張維昊.馬紅亮.張世輝.樸海音.基于目標(biāo)態(tài)勢評估的無人機(jī)系統(tǒng)自主決策技術(shù)研究[J].飛機(jī)設(shè)計(jì)，2017（03）.

[2]張友民，余翔，屈耀紅，等.無人機(jī)自主控制關(guān)鍵技術(shù)新進(jìn)展[J].科技導(dǎo)報(bào)，2017，35（7）：39-48.

基金項(xiàng)目：項(xiàng)目名稱：Research on air pollution vertical distribution monitoring system based on multi rotor UAV內(nèi)蒙古教育廳課題。項(xiàng)目編號NJZY19274;項(xiàng)目編號NJDJZJR1803