研究人员正在研究无人机舰队的自动化

无人机作为一种安全保障工具，在寻找失踪工人和从空中调查设施方面越来越受欢迎。操作一台设备很简单，但操作整个舰队呢?然后就有趣了。由于无人机技术有如此多的应用，爱荷华州立大学的一名研究人员表示，下一步是通过部署无人机舰队来扩大容量。

然而，实现这一目标并不像同时发射多架飞机那么简单。计算机科学助理教授Borzoo Bonakdarpour表示，与遥控驾驶一架无人机不同，管理一个机队需要一个自动化系统来协调任务，但无人机可以独立应对天气、坠机或意外事件。

操作系统必须是可靠和安全的。这些无人机需要彼此对话，而不需要中央命令告诉每个单元去哪里，以及当情况发生变化时该做什么。”“我们还想优化完成任务的时间和能量，因为无人机电池只能持续15到20分钟。”

为了解决这个问题，Bonakdarpour和他的同事们开发了一个数学模型，根据可用的无人机和充电站的数量来计算完成一项任务的成本——时间和能量。该模型考虑了每架无人机完成其部分任务所需的能量，并根据需要飞到充电站。

理论上，对于计算机科学家团队来说，解决方案相对简单，但Bonakdarpour说，从理论到实现并不那么容易。“当我们在解决一个问题时，我们实际上发现了必须解决的新问题。这很有挑战性，但这也是它令人兴奋的地方。”

例如，如果一块电池在实验室里可以使用15分钟，那么在室外炎热或寒冷的天气里，它可能会下降到10分钟。选址充电站是另一个问题。最佳的位置可能是在一个湖的中央，在现实中是无法到达的。

基于他们的模型，Bonakdarpour和他的同事们开发了四种操作方法——三种离线优化技术和一种在线算法。Bonakdarpour说，虽然离线技术是有限的，因为预编程的飞行路径不允许无人机对意外事件或变化的条件做出反应，但它为在线算法的运行提供了基础。

研究人员使用四架无人机进行了一系列模拟，以测试效率和安全性。他们发现，在线算法成功地在无人机的能量限制内实现了安全与能源的权衡。舰队完成了所有分配的任务和一半以上的身份验证检查。

操作自动化的无人机编队所带来的安全风险，在遥控驾驶一架无人机时就不那么令人担忧了。博纳达普尔表示，随着自动化的发展，无人机需要频繁接收GPS信号和定位。如果信号下降，或者无人机飞进一个gps无法识别的区域，很快就会成为一个问题。

“如果你开车时失去了GPS，你的驾驶技术并不依赖于这个信号。你可能会错过出口，但失去一分钟的信号通常不是什么大问题。然而，无人机的短短几秒钟是无法忍受的。”

软件漏洞或错误可能导致无人机偏离航线，无法按照指示完成任务。波纳克达普尔说，黑客也可以发送错误的信号，或者操纵无人机冒充舰队。Bonakdarpour说，虽然找到解决方案需要时间，但现有的技术可以实现这一目标。然而，建设基础设施和充电站也需要行业的支持，监管改革也需要允许无人机编队运营。

本内容最初出现在ISSSource.com。ISSSource是CFE Media的内容合作伙伴。由CFE媒体制作编辑克里斯·瓦夫拉编辑，cvavra@cfemedia.com．

原始内容可以在www.isssource.com．

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?你应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得你和你的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。