无人机自主控制等级及其系统结构研究

邵丹阳　张黎　刘丹　张海昕

【摘 要】随着人工智能的不断发展，越来越多的领域实现了无人化操作，例如，无人化工厂、自动驾驶汽车以及无人机。现有的人工智能技术通常广泛应用于计算机领域，尽管在工业应用领域也有实现了相关的应用，但仅仅局限于人工干涉下的自主控制，无法真正实现机器的自主控制。在无人机控制领域，对控制系统的自主控制和稳定性要求极为严格，因此，对无人机的控制系统中的控制等级划分与控制系统的结构设计是困扰科研人员的一个棘手的问题。本文针对无人机控制系统的控制等级划分和控制系统结构的设计进行了深入研究，并提出了相应的方法和策略，对未来无人机控制领域的研究具有一定的指导意义。

【关键词】无人机；自主控制；等级；系统结构

中图分类号： V249.1 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）08-0085-002

【Abstract】With the continuous development of artificial intelligence， more and more fields have achieved unmanned operations， such as unmanned chemical plants， self-driving cars， and drones. The existing artificial intelligence technology is generally widely used in the computer field. Although there are also related applications in the industrial application field， it is only limited to the autonomous control under artificial intervention， and can not truly realize the autonomous control of the machine. In the field of drone control， the requirements for autonomous control and stability of the control system are extremely stringent. Therefore， the division of the control level in the control system of the drone and the structural design of the control system are thorny issues that plague scientific researchers. This dissertation studies deeply the control level of UAV control system and the design of control system structure， and puts forward the corresponding methods and strategies. It has certain guiding significance for the future research of drone control field.

【Key words】Drone Autonomous Control Level System structure

0 导言

无人机通常工作在复杂和未知的环境中，这要求无人机必须具有很强的适应各种复杂环境和自主学习、控制的能力。从现有的技术条件和研究现状来看，无法真正实现无人机在复杂和未知环境下的自主控制，尤其是针对在出现异常状况下的自主控制，这是现阶段智能控制领域的一个难点，同时也是科研人员未来研究的重点方向。随着电子科技、人工智能、微机技术、传感器等相关技术的快速发展，未来无人机的控制必将向智能化、自主化、网络化、小型化的方向发展。

在无人机的智能控制中，控制系统的结构和控制系统的控制等级的划分关系着无人机的操控性能和适应复杂环境的能力，在无人工干预的情况下按照人的要求实现相应的功能，完成特定的任务。……