无人机自主控制的发展过程中存在什么挑战

随着无人机技术的进步，无人机在军事和民事领域都有广阔的应用前景。在军事领域，无人机凭借其全向传感系统，毫秒级决策周期，以及超高过载机动能力，将可能成为颠覆现有空战手段的全新武器系统。在民用领域，无人机可以凭借其低成本和集群优势，成为取代传统资源探测、环境监控、通信中继手段的分布式异构飞行平台解决方案。

鉴于无人机使用者有限的预先规划能力，基于程序的自动控制策略已经不能满足未来自主化无人机在复杂环境下的多任务需求。因此，自主飞行控制能力的提高将是未来无人机飞行控制系统发展的主要目标。由于无人机现实飞行环境的高度动态性、不确定性和飞行任务的复杂性，实时、临场决策与控制问题已成为自主无人机研制面临的主要技术挑战。人工智能和高性能计算技术的不断进步为迎接上述挑战提供了有利条件。

自主控制的概念

自主控制是在非受控的环境下采用的高度自动控制。其中高度自动控制指的是无人无需外界干预的控制过程，而非受控的环境结构主要由不确定性引起。无人机自主控制意味着能在线感知外部态势，并按预定的使命和原则在飞行中进行决策并自主执行任务。与人类智能行为相类比，无人机的自主性可以划分为几个不同的层次。其中，基础层次对应于人类的反射性行为，也被称为“执行层”；中间层次对应于程序性行为，也被称为“组织协调层”；最高层次对应于决策性行为，也被称为“决策层”。在无人机管理系统中（图1），执行层功能由综合控制系统承担（ACL1级），组织协调层包括在战术飞行管理系统中（ACL 2~4级），决策层则属于飞行任务管理系统的功能范畴（ACL 5~10级）。

来源：科技导报