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无人机: 自主智能控制实现方法
uav: autonomously intelligent control and implementation
正如人一样，世界上任何有“生命”的事物构成都是一样的，由载体 (人为肉体) 和功能灵魂两部分组成的，因此，无人机自主智能控制系统也不例外，是由硬 件载体和载体所承载的功能灵魂 (信息获取与行为决策、控制律与控制逻辑等) 组成(见图 8 系统基本构成)。需要指出的是：硬件载体和功能灵魂是相互作用的，不同的载体承载不同的功能灵魂，高智能的灵魂需要高性能的载体，两者是相辅相成的，“创造”无人机自主智能控制系统时必须对二者同时考虑，二者必须相 协调。
为能实现无人机自主智能控制，需要载体能扩充、功能能扩展、智能水平可提升、故障重构和自修复能力可完善，系统结构应采用分布式系统，信息感知与获取的传感器(部件)、信息处理分析与决策计算单元、指令执行部件采用相对独立，并分布式配置，这里分布式配置有两个含义，其一是硬件载体分布配置(图 9(a))，二是功能控制也是分布的，有主控制中心，也有副控制中心，还有辅助控制(图 9(b))[4,6]。相对来说，分布式载体构成与实现容易些，但对于自主智能的功能灵魂，要实现 3 层 10 级的自主智能等级要求，其逻辑与信息架构的“创造”难度是非常之大，经分析研究，可行的逻辑与信息架构如图 10 所示的四环结构，第一、第二个环完成第一层级的自主智能控制，实现“高可靠活着”；第一、第二和第三个环完成第二层级的自主智能控制，实现“高品质的工作”；第一、二、三、四环完成第三层级的自主智能控制。
实现“为集体使命高效工作”。上面的自主智能控制的框架结构基于“分而治之”的策略，先分层次，然后每个层级采用不同智能决策策略，简化系统的复杂度。
无人机自主智能控制已有多年的研究历史，但研究深度远远不够，大多停留在理论层面上，工程应用层面上还处于萌芽状态，急需对具体的自主智能的信息感知方法、智能决策策略与实现方法 (算法) 进行深入研究。
（节选自“无人机的自主与智能控制”，《中国科学：技术科学》）
正文完
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2022-12-24