地下复杂空间无人机研究进展及其面临的挑战

作者：王保兵; 王凯; **丹^*; 高海跃; 王春喜

来源：工矿自动化, 2023, 49(07): 6-48.

DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2022100078

• 无人机
• 地下复杂空间
• GPS拒止环境
• 环境态势感知
• 自主导航
• 小型化轻量化一体化无人机
• 协同控制

分析了地下复杂空间无人机的技术发展与应用现状，指出地下复杂空间无人机面临单体性能不足、环境态势感知与自主导航能力有限、编队协同能力有限等问题，针对上述问题，展望了地下无人机关键技术发展趋势：(1)小型化轻量化一体化无人机设计技术。通过改进无人机的机械结构，提高激光雷达、深度相机等信息感知传感器与控制系统的集成度，优化电源管理系统等，最终实现单体无人机巡航速度、续航时间等性能的提升；(2) GPS拒止环境下态势感知与自主导航技术。攻克即时定位与地图构建（SLAM）导航与实时路径规划等关键技术难题，围绕特定场景逐步突破算法的局限性，提升无人系统的感知能力、环境适应性和鲁棒性；(3)有限信息下编队协同控制技术。攻克异构/同构无人机集群协同、复杂信道环境下的无线通信等技术难题，通过优化无人机群体智能控制策略、信息交互机制及任务决策协同机制等，增强集群无人系统的鲁棒性，提高无人系统在地下复杂环境中的自适应能力，进而提升无人系统的任务执行效率与成功率。