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中文科技期刊数据库（全文版）自然科学

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无人机集群智能控制技术在复杂环境优化方案

张鹏

河南化工技师学院，河南开封475000

摘要：无人机集群智能控制技术在复杂环境中的优化方案，是提升无人机集群任务执行效率和可靠性的关键。本

文首先概述了无人机集群的系统架构、通信协作机制及智能控制的关键技术。针对复杂环境中的挑战，提出了优

化方案，包括环境感知与数据融合、集群路径优化、协同控制与避障算法、自适应决策与任务分配等技术。通过

多传感器融合、人工智能算法、深度学习及强化学习等方法，实现了无人机集群在复杂环境中的自主协调与高效

执行。研究表明，优化方案在灾难救援、环境监测等领域具有广阔应用前景。

关键词：无人机集群；智能控制；环境感知

中图分类号：TP27

0引言键。通信主要依靠无线网络来实现，主要有点对点通

信以及以网络为基础的集群通信。点对点通信对于小

无人机技术的迅猛发展，使复杂环境下集群无人

规模集群是合适的，网络通信则支持大规模的操作。

机系统的应用受到了广泛关注。单机控制模式已经不

在执行集群任务时，无人机之间需要对数据与信息进

能满足人们对高效，准确，安全运行的要求，尤其对

行有效的共享，维持实时感知与任务协同。协作机制

于高动态的复杂环境下更是如此。无人机集群智能控

包括任务分配，路径规划，避障协调，并通过协同控

制技术关键是在共享信息基础上实现多架无人机协同

制算法对任务进行合理配置与动态调整以保证无人机

作战以增强集群自主性及任务执行效率。在恶劣气候，

做出最优的决策。通信协议的设计需要解决信号干扰，

地形障碍以及通信问题的挑战下，集群需要具有自适

带宽限制，数据延迟的问题。通信的可靠性和抗干扰

应变化能力才能确保系统的高效运行。

能力对于复杂环境中的通信来说尤其重要。无人机系

1.无人机集群智能控制技术概述统需要兼顾自主性和协同性，以保证在某些无人机出

1.1无人机集群系统架构现故障或者通信中断的情况下集群仍然保持稳定的工

无人机集群系统包括若干无人机及控制系统，这作状态。

些无人机与控制系统协同工作，例如有哪些信誉好的足球投注网站救援，环境1.3无人机集群智能控制的关键技术

监测，物流运输等。每一架无人机均由传感器，计算无人机集群智能控制关键技术涉及路径规划，协

单元，执行机构，通信模块组成。集群由中心化或者同控制，避障，任务分配和调度等方面。路径规划技

去中心化的控制系统进行管理，中心化是在主控制节术以优化轨迹的方式避免了碰撞的发生，保证了任务

点的指挥下进行的，去中心化是无人机自主协同的分的有效执行。协同控制技术使无人机能够以少干预的

布式算法来完成的。无人机利用无线网络进行位置，方式执行复杂的任务，并依赖于各成员之间信息共享

速度以及传感器数据的实时交换，保证任务的协调。与参数同步。避障技术通过激光雷达，视觉传感器以

集群内无人机具有自主性并能够在特定范围内进行自及