无人机系统自主控制技术研究现状与发展趋势

方佳敏

【摘要】随着信息传输技术的快速发展，无人机系统逐渐成为当代信息获取与信息传输的技术手段。因为其具有较高的灵活性与自主性，能够对战场进行全方位的即时监测与信息收集。近年来，无人机已经逐渐实现了系统的自我控制，一定程度上提升了系统的智能化水平。本文将在对无人机系统自主控制技术研究现状的阐述基础上，进一步分析探讨其发展趋势。

【关键词】无人机系统；自主控制技术；研究现状；发展趋势

目前，无人机系统整体研发水平还处于较低水平，主要体现在其自主性与智能化程度不高。还主要是依靠地面操作人员或预设程序进行远程控制，这在很大程度上限制了无人机功效的发挥。所以当务之急，是进一步提升无人机系统的自主性与智能化水平，提高作战能力。

一、无人机系统自主控制技术发展现状

近年来，西方发达国家在无人机自主控制技术方面的研究取得了较大的进展，其主要体现在自主控制智能态势感知系统的研发与提高UVI自主水平的预测控制模型的建立，并且本分研究机构提出了无人作战飞机可靠的自主控制技术。就当前世界各国成熟运用的无人机系统而言，美国的“全球鹰”和“捕食者”无人机系统达到了2～3级ACL；无人战斗武装旋翼机将达到7～9级ACL；联合无人空战系统将实现5～6级ACL。目前，由于我国对无人机系统自主控制技术的研究起步较晚，无人机平台的自主控制能力还比较低，只能解决一般性的飞行控制问题，对于更加复杂的飞行任务还不能顺利完成，如对于敌方高密度防空火力下的大纵深火力侦察或直接打击等。在复杂的飞行条件下，无人机的自主飞行控制一直是一个研究难题，如无人机自主飞行控制中自主着陆、飞行调整、路径设置与飞行规划等问题。我国学者对此的研究已取得一定成效，例如提出了无人战术飞机分层式智能控制结构以及无人作战飞机可变权限自主的方法及结构等。

总体而言，国内外在无人机系统自主控制技术方面缺乏较高的水平，在不确定时间中，其处理、判断与感知方面的能力明显不足，往往只能实现确定环境中的半自主或自主控制，这样是并非是真正意义上的无人机自主控制系统。不过随着科技的发展，无人机系统也在逐步完善，现已经开始向“人在回路上”的监督控制方向转变，从而达到完全自主控制的目的。

二、无人机系统自主控制技术发展趋势

在无人机系统的自主控制技术方面，我国的研究起步较晚，也缺乏有效的手段来快速的处理、传输和获取信息，因此需注意以下无人机自主控制技术的发展趋势。

（一）无人机系统自主控制系统更加自主化

首先可对无人机的集群自组织技术和离机自主控制代理技术的方向进行研究。无人机的集群自组织技术主要是以高度对抗的战场环境为依据，利用无人机集群来理解动态化的任务，自主完成多目标的搜索、跟踪和打击等任务，其成本优势相当明显。同时，其能够以自然界的自主机制为基础，在无法集中控制条件下利用信息的交换来控制多架具有自主能力的无人机，提高自主协作的程度，减少人为干预，保证预期作战任务的圆满完成。此外，对于复杂通信以及不确定的战场环境，将离机自主控制代理配置到任务控制站之中，这样就能够保证自主控制器与机载程序的无缝连接，保证不同的控制平台兼容稳定。通常而言，离机自主控制代理能有效的完成基本的自主飞行任务，并在任务中规避碰撞威胁，做好基本任务剖面的自动控制；而控制权能够无缝迁移机载自主控制其和任务控制站，降低操作人员的工作强度，保证可变权限自主控制的实现。

（二）无人机系统自主控制技术更加智能化

其次，可开展无人机系统智能发育机制和人系统综合显控技术的研究。对于无人机系统智能发育机制而言，其主要研究无人机对发展环境深度的认知，利用模型算法和人类智能发育机理来建立无人机系统的智能发育机制，从而强化无人机系统的环境适应能力、推理能力和学习能力。而人系统综合显控技术主要是对控制系统与操作人员之间的协作问题加以支持，使操作人员能够理解系统提供的建议与状态，并利用自然方式科学指导智能控制系统，保证人机智能的有效融合，促进人机系统综合效能的提高。

（三）無人机系统自主控制系统更加协同门户化

再次，是开展基于故障预测的任务规划技术和不确定环境下多无人机协调控制技术的研究。要想提高无人机的可维护性、可靠性和安全性，降低成本，需要科学运用综合健康管理技术。当前诊断与检测技术较为成熟，但是寿命预测尚未完善，只对突发情况的任务有较好的规划，因此以故障预测为基础的实时任务规划也需要相应执行，以促进系统作战能力的提高，强化任务基础的实用性与前瞻性。此外，技术的进步也使得当前的作战环境日趋复杂，单平台的作战能力毕竟有限，因此，无人机系统的单平台作战也需要向多无人机协同作战方向发展，做好多机协调的合理控制，使得工作流程与结构得到最大优化。

三、结论

随着科学技术的快速发展，无人机系统自主控制技术作为一项全新的技术，其在未来信息战争中具有重要的作用。目前由于相关技术的缺乏，无人机系统自主控制技术作为极具前景与挑战的战略课题，提高当前无人机系统的自主性仍是业界研究的重点方向。本文就对无人机系统自主控制技术的研究现状进行了分析，并详细指出了其需要重点研究的方向。

参考文献

[1]季丽丽.低速无人机自主着陆控制技术研究[J].伺服控制，2012（010：34～37.

[2]陈宗基.无人机自主控制等级及其系统结构研究[J].航空学报，2011（06）：1075～1083.

[3]韩泉泉.小型无人机自主飞行控制技术的研究[J].计算机光盘软件与应用，2014（06）：35～36.