水下無(wú)人系統(tǒng)集群感知與協(xié)同技術(shù)發(fā)展

韋 韜,朱 遴,梁世龍

(中國(guó)人民解放軍92228部隊(duì),北京 100072)

近年來(lái),隨著人工智能、無(wú)線通信以及智能控制等技術(shù)的快速發(fā)展及其在軍事方面的廣泛應(yīng)用,水下無(wú)人系統(tǒng)(Underwater Unmanned System,UUS)已成為世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的重要裝備,正在深刻改變戰(zhàn)爭(zhēng)面貌。同時(shí),單體智能化水平的提高,也為無(wú)人系統(tǒng)集群的發(fā)展提供了有利條件。水下無(wú)人系統(tǒng)集群(Underwater Unmanned System Swarm,UUSS)，作為一種新的裝備形態(tài)，發(fā)展快速,但存在許多亟待攻克的技術(shù)難題。

本文以水下無(wú)人系統(tǒng)集群為研究對(duì)象,通過回顧其國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷程,指出我國(guó)現(xiàn)階段研發(fā)的緊迫性和可行性。然后,圍繞集群的信息獲取和處理,對(duì)水下環(huán)境感知技術(shù)(如聲學(xué)感知、光學(xué)感知)和水下協(xié)同技術(shù)(如協(xié)同通信、協(xié)同控制、協(xié)同定位與導(dǎo)航技術(shù))進(jìn)行詳細(xì)論述,系統(tǒng)性地對(duì)水下無(wú)人系統(tǒng)集群關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行梳理。最后,針對(duì)水下特定環(huán)境帶來(lái)的技術(shù)挑戰(zhàn),給出了水下無(wú)人系統(tǒng)集群可能的研究方向,為其在軍事作戰(zhàn)領(lǐng)域的應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1 水下無(wú)人系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 水下無(wú)人系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

水下無(wú)人系統(tǒng)具有自主性、隱蔽性、環(huán)境適應(yīng)性、可部署性和高效費(fèi)比等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于水下警戒、偵察、監(jiān)視、跟蹤等軍事任務(wù)及水文測(cè)量、海洋學(xué)研究等科考任務(wù),具有重要的實(shí)戰(zhàn)意義和研究?jī)r(jià)值。

美國(guó)長(zhǎng)期致力于水下無(wú)人化、智能化、新概念裝備等方面的研究,擁有從微型到超大型種類多樣的水下無(wú)人系統(tǒng),且其功能逐漸向能夠?qū)崿F(xiàn)水下攻擊、水雷戰(zhàn)、情/監(jiān)/偵等綜合任務(wù)的智能一體化趨勢(shì)發(fā)展。……