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Development of Bionic UAVs Cluster Technology 被引量:2
1
作者 Ma Chunyao Feng Zhuoqun Zheng Xiangming 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI CSCD 2018年第S1期1-8,共8页
With the wider use of UAV in various fields,the raising task complexity and the increasing environmental uncertainties,the higher requirements for UAV technology are put forward.The bionic UAV cluster system has the p... With the wider use of UAV in various fields,the raising task complexity and the increasing environmental uncertainties,the higher requirements for UAV technology are put forward.The bionic UAV cluster system has the potential advantages of good stealth performance,strong environmental adaptability,wide expansion of task and high operational efficiency.It has excellent prospects in future information warfare,electronic warfare and conventional combat field.By reviewing the development of bionic UAV cluster technology,this paper summarizes and analyzes the latest research progresses of the key technologies such as aerodynamic mechanism and aerodynamic configuration design,driving mechanism design,autonomous flight control,adaptive networking and cluster control of bionic aircrafts. 展开更多
关键词 bionic uav aerodynamic mechanism structure design AD-HOC NETWORKS CLUSTER control
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深度强化学习赋能的无人机集群仿生行为建模方法
2
作者 何明 吴晶晶 +3 位作者 韩伟 刘思聪 潘璠 夏恒煜 《电子与信息学报》 北大核心 2026年第1期297-310,共14页
该文针对生物群体协同行为向无人机集群工程模型转化的难题,结合群体仿生智能与深度强化学习(BSI-DRL)的融合演进趋势,聚焦仿生映射理论与建模方法创新,梳理BSI-DRL驱动的无人机集群建模进展与挑战。首先,明确群体仿生智能概念与核心特... 该文针对生物群体协同行为向无人机集群工程模型转化的难题,结合群体仿生智能与深度强化学习(BSI-DRL)的融合演进趋势,聚焦仿生映射理论与建模方法创新,梳理BSI-DRL驱动的无人机集群建模进展与挑战。首先,明确群体仿生智能概念与核心特征,分析其3阶段发展范式跃迁及技术价值,解析4类典型生物群体协同机制,提炼仿生映射3关键步骤;其次,围绕BSI-DRL核心范式,综合分析仿生规则参数化DRL优化、仿生规则生成式多智能体强化学习、动态角色分配与分层DRL协同优化3大方向的技术优势与挑战;最后,展望跨物种生物机制融合、BSI-DRL闭环协同、仿鸟群相变控制与DRL融合等未来方向,为技术工程化落地提供理论和方法支撑。 展开更多
关键词 群体仿生智能 深度强化学习 无人机集群 行为建模方法 仿生映射方法论
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仿生蝴蝶无人机农业应用系统设计
3
作者 刘昱 杜裕 +2 位作者 王长昊 朱余良 胡宇恒 《中国农机装备》 2025年第9期75-78,共4页
以仿生蝴蝶无人机农业应用系统为研究对象,对仿生蝴蝶无人机进行空气动力学分析,建立仿真模型并优化其性能。主要研究内容涉及仿生蝴蝶无人机外形设计与材料选择、翅膀结构设计、动力系统分析等。作为一种新型的无人机应用系统,设计的... 以仿生蝴蝶无人机农业应用系统为研究对象,对仿生蝴蝶无人机进行空气动力学分析,建立仿真模型并优化其性能。主要研究内容涉及仿生蝴蝶无人机外形设计与材料选择、翅膀结构设计、动力系统分析等。作为一种新型的无人机应用系统,设计的仿生蝴蝶对农业生产监测领域具有重要的意义。 展开更多
关键词 仿生 无人机 农业应用 空气动力学 设计
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复杂环境下无人机集群的协同控制研究
4
作者 舒健 韦雅文 +2 位作者 吴佳豪 陆晨 孙自梅 《现代信息科技》 2025年第19期43-48,56,共7页
面对复杂电磁干扰、动态障碍物与通信安全等挑战,文章提出仿生层级-多智能体强化学习混合框架(BioRL-Swarm)。通过层级网络动态耦合(Hierarchical Network Coupling,HNC)与多智能体近端策略优化(Multi-Agent Proximal Policy Optimizati... 面对复杂电磁干扰、动态障碍物与通信安全等挑战,文章提出仿生层级-多智能体强化学习混合框架(BioRL-Swarm)。通过层级网络动态耦合(Hierarchical Network Coupling,HNC)与多智能体近端策略优化(Multi-Agent Proximal Policy Optimization,MAPPO)的协同控制模型,实现分布式决策机制与抗毁通信的深度融合,显著提升集群自主性与环境适应能力。仿真实验表明,相较于传统算法,BioRL-Swarm将动态避障成功率提升了23.6%,将通信丢包率降低至1.2%,并将任务执行时间缩短了37.4%,在多项关键指标上均表现出显著优势。为智能无人系统在军事、农业等领域的工程化应用提供了坚实的理论依据与可靠的技术验证。 展开更多
关键词 无人机集群 协同控制 深度强化学习 仿生层级网络
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小型无人机气动肌腱式弹射系统动态仿真与优化 被引量:8
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作者 黄国勤 罗莎祁 于今 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期448-454,共7页
针对冲击气缸式无人机弹射系统耗气量高、质量大、动态特性差等弊端,提出了一种仿生气动肌腱式无人机弹射系统,利用气动肌腱的弱非线性,通过配置楔角以改善无人机加速阶段的受力情况,减缓加速度波动。对该弹射系统进行数学建模和动力学... 针对冲击气缸式无人机弹射系统耗气量高、质量大、动态特性差等弊端,提出了一种仿生气动肌腱式无人机弹射系统,利用气动肌腱的弱非线性,通过配置楔角以改善无人机加速阶段的受力情况,减缓加速度波动。对该弹射系统进行数学建模和动力学分析,并搭建Simulink模型对该系统进行仿真求解;通过MATLAB与Simulink对现有加速轨道通过多目标遗传算法实现进一步优化。优化后的加速轨道能提升加速度均值、气动肌腱能量利用率和起飞速度,且降低了加速度峰值,加速度波动在原有基础上降低了76.79%。仿真和优化结果表明,提出的气动肌腱式无人机弹射系统不仅避免了冲击气缸式弹射系统的缺点,还能进一步平缓加速度,减小整体系统的最大过载。 展开更多
关键词 无人机 气动肌腱 弹射 仿生
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仿生全翼式太阳能无人机气动数值模拟 被引量:11
6
作者 甘文彪 周洲 许晓平 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期3284-3294,共11页
以高空太阳能无人机(UAV)为背景,针对某仿生全翼式太阳能无人机开展了气动数值模拟研究。首先,应用基于改进层流动能模型的雷诺平均Navier-Stokes方程数值模拟方法,对典型低雷诺数机翼进行了数值验证;其次,回顾了某仿生全翼式太阳能无... 以高空太阳能无人机(UAV)为背景,针对某仿生全翼式太阳能无人机开展了气动数值模拟研究。首先,应用基于改进层流动能模型的雷诺平均Navier-Stokes方程数值模拟方法,对典型低雷诺数机翼进行了数值验证;其次,回顾了某仿生全翼式太阳能无人机的基本设计特征;接着,采用数值模拟方法对该无人机进行了基本气动性能的计算分析;最后,对无人机的横航向性能和方向舵舵效进行了检验性的数值模拟。研究表明:该无人机各部件相互之间流动干扰较小,具有层流分离、转捩和湍流再附等低雷诺数流动特征;其基本气动性能较高(巡航升阻比大于34,纵向静稳定度约为8%),具有静稳定的横航向性能和较好的方向舵舵效;其仿生全翼式构型是一种较有前景的太阳能无人机布局形式。 展开更多
关键词 仿生全翼式 太阳能无人机 数值模拟 低雷诺数 层流动能模型
原文传递
强干扰环境下的自主导航与控制新技术 被引量:7
7
作者 张霄 王悦 郭雷 《自动化博览》 2015年第4期68-72,共5页
中小型无人机应用广泛,但飞行过程中易受高压线电磁泄漏、广播电台、雷达站甚至人为无线电波干扰的影响,传统的导航与控制系统存在极大的安全隐患。本文阐述了强干扰环境下不依赖卫星的仿生自主导航技术的发展现状和最新进展;针对无人... 中小型无人机应用广泛,但飞行过程中易受高压线电磁泄漏、广播电台、雷达站甚至人为无线电波干扰的影响,传统的导航与控制系统存在极大的安全隐患。本文阐述了强干扰环境下不依赖卫星的仿生自主导航技术的发展现状和最新进展;针对无人机导航与控制系统存在的多源干扰影响,论述了多传感器系统抗干扰滤波的必要性及应用条件;从内部组成、功能参数与应用等方面论述了国内外具有代表性的中小型无人机用抗干扰自动驾驶仪。指出仿生导航技术与抗干扰滤波技术是实现强干扰环境下的中小型无人机安全、可靠飞行的重要保障。 展开更多
关键词 导航制导与控制 仿生导航 抗干扰滤波 自动驾驶仪 中小型无人机
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基于无人机航迹规划优化的几种新型仿生智能优化算法综述 被引量:4
8
作者 田疆 《兰州文理学院学报(自然科学版)》 2017年第6期80-85,共6页
本文结合无人机航迹规划优化及其相关研究领域,选取了猴群优化算法、果蝇优化算法、群居蜘蛛优化算法和乌贼优化算法等四种新型仿生智能优化算法进行综述.着重介绍了原始型算法的基本原理和步骤,列举了这四种新型仿生智能优化算法在无... 本文结合无人机航迹规划优化及其相关研究领域,选取了猴群优化算法、果蝇优化算法、群居蜘蛛优化算法和乌贼优化算法等四种新型仿生智能优化算法进行综述.着重介绍了原始型算法的基本原理和步骤,列举了这四种新型仿生智能优化算法在无人机航迹规划及相关领域的近期研究成果,展望了仿生智能优化算法的改进趋势. 展开更多
关键词 无人机航迹规划 仿生智能算法 猴群优化算法 果蝇优化算法 群居蜘蛛优化算法 乌贼优化算法
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基于多旋翼无人机的多连杆仿生起落架设计与仿真
9
作者 任佳 王计真 +1 位作者 杨正权 刘小川 《航空科学技术》 2023年第6期77-85,共9页
传统的多旋翼无人机着陆架存在对着陆场地适应性差、智能化程度低的缺点,设计一种具备复杂地形自适应起降的着陆装置对多旋翼无人机的发展具有重要意义。本文设计了一种基于多连杆混联机构的仿生起落架,针对单腿的设计构型进行驱动力矩... 传统的多旋翼无人机着陆架存在对着陆场地适应性差、智能化程度低的缺点,设计一种具备复杂地形自适应起降的着陆装置对多旋翼无人机的发展具有重要意义。本文设计了一种基于多连杆混联机构的仿生起落架,针对单腿的设计构型进行驱动力矩分析与机构优化,在此基础上完成结构设计,并以多旋翼无人机为对象,设计了一套四腿仿生起落架系统,针对四腿机构进行典型地形着陆仿真。结果表明,多连杆仿生起落架设计方法可应用于多旋翼无人机的起落架设计中,并实现多旋翼无人机在非结构地形的自适应着陆。 展开更多
关键词 多旋翼无人机 仿生起落架 设计 仿真
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面向群体快速融合的仿生无人机集群架构 被引量:4
10
作者 曾子鸣 董超 +1 位作者 朱小军 贾子晔 《电信科学》 2022年第8期17-27,共11页
无人机集群作战是未来战场的重要组成部分。集群内的无人机通过协作,进行载荷的互补与任务协调,以提升系统整体性能。自然界中如蚂蚁、狼、鸽子、鱼等群体,其个体与单架无人机行为类似,而蚁群、狼群、鸽群又能依靠个体间的规则,通过协... 无人机集群作战是未来战场的重要组成部分。集群内的无人机通过协作,进行载荷的互补与任务协调,以提升系统整体性能。自然界中如蚂蚁、狼、鸽子、鱼等群体,其个体与单架无人机行为类似,而蚁群、狼群、鸽群又能依靠个体间的规则,通过协调与组织实现更为复杂的行为。不同生物集群展现的能力不同,在战场上能承担的任务也各不相同。从生物集群的群体特征出发,考虑生物间的拓扑和交流机制,提出了一种仿生无人机集群的融合架构。不同种类的仿生无人机集群自由地融合,增强了无人机集群的异构性,提高仿生无人机集群架构的协调能力。 展开更多
关键词 仿生无人机集群 无人机集群架构 无人机队形重构
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基于正交试验的无人机仿生翼型优化设计 被引量:3
11
作者 张冀 陈柏松 华欣 《沈阳大学学报(自然科学版)》 CAS 2015年第6期467-472,共6页
针对无人机机翼翼型设计问题,运用仿生学的方法,从生物原型海鸥翅翼上截取翼型,并对获取的原始翼型进行正交试验优化.结果表明,翼型尾部厚度对气动参数升阻比影响最大,优化后的仿海鸥翼型在中低空无人机飞行环境中的气动参数高于航空常... 针对无人机机翼翼型设计问题,运用仿生学的方法,从生物原型海鸥翅翼上截取翼型,并对获取的原始翼型进行正交试验优化.结果表明,翼型尾部厚度对气动参数升阻比影响最大,优化后的仿海鸥翼型在中低空无人机飞行环境中的气动参数高于航空常用翼型FX60-126、NACA0015、NASA0417,最大升阻比分别增加了58.70%、36.50%、4.00%.在大攻角条件下,能有效延缓气流分离的发生,在攻角变化时有较强的适用性. 展开更多
关键词 无人机 翼型 仿生 正交试验 数值模拟
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仿生四足六旋翼无人机自适应着陆性能分析 被引量:1
12
作者 周乐 尹乔之 +3 位作者 魏小辉 孙文宇 梁伟华 聂宏 《航空工程进展》 CSCD 2024年第3期45-51,70,共8页
旋翼无人机在民用和军用领域被广泛应用,但传统橇式起落架在复杂地形下难以起降,为了扩大旋翼无人机的降落面积和应用范围,设计一种仿人腿式两级缓冲自适应起落架。通过对仿生腿的正逆运动学分析,提出一种自适应起落架姿态调整策略;建... 旋翼无人机在民用和军用领域被广泛应用,但传统橇式起落架在复杂地形下难以起降,为了扩大旋翼无人机的降落面积和应用范围,设计一种仿人腿式两级缓冲自适应起落架。通过对仿生腿的正逆运动学分析,提出一种自适应起落架姿态调整策略;建立仿生四足六旋翼无人机着陆动力学模型,基于多体动力学软件simcenter 3D开展着陆动力学仿真,并与传统橇式起落架进行着陆性能对比研究。结果表明:着陆腿式的两级缓冲自适应起落架及其姿态调整策略,能够使滚转角减小95.69%,过载系数降低34.06%,两级缓冲自适应起落架在面对复杂地形时具备主动调节姿态安全着陆的地形适应能力和极好的减震缓冲能力。 展开更多
关键词 旋翼无人机 仿生着陆腿 自适应起落架 着陆动力学
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无人机雁行仿生群飞路径规划 被引量:2
13
作者 周良 王茂森 戴劲松 《兵工自动化》 2019年第4期88-91,共4页
为解决单架无人机因互相之间没有通信机制而无法独立进行路径规划的问题,提出一种仿生雁群路径航路选择的无人机群飞路径规划。介绍算法原理,将无人机初始化为粒子后,在无人机群中确定主机、僚机。依据遗传算法基础原理,将仿生学引入到... 为解决单架无人机因互相之间没有通信机制而无法独立进行路径规划的问题,提出一种仿生雁群路径航路选择的无人机群飞路径规划。介绍算法原理,将无人机初始化为粒子后,在无人机群中确定主机、僚机。依据遗传算法基础原理,将仿生学引入到无人机群协同编队飞行航点规划当中,使用遗传算法对组群飞行的主机航路进行路径规划,产生需要的解或最优解;通过模仿雁群跟随的策略,设计僚机跟随主机的算法,从而实现组群飞行,并进行了实验验证。实验结果表明,该研究对无人机群飞行控制有一定的参考价值。 展开更多
关键词 无人机群 雁行 仿生 路径规划
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无人机自主抓取仿生机械手的设计 被引量:1
14
作者 张千彧 薛召 +1 位作者 刘伟军 吴荣谦 《医疗卫生装备》 CAS 2023年第11期34-38,共5页
目的:设计一种无人机自主抓取仿生机械手,以实现无人机在飞行过程中精准抓取物体。方法:该机械手利用红外感应技术抓取物体,由外壳、支撑架、旋转齿轮、中央转轴、中央绕线盘、尼龙线(3根)、旋转电动机(2个)、扭簧(3个)、机械爪(3个)、... 目的:设计一种无人机自主抓取仿生机械手,以实现无人机在飞行过程中精准抓取物体。方法:该机械手利用红外感应技术抓取物体,由外壳、支撑架、旋转齿轮、中央转轴、中央绕线盘、尼龙线(3根)、旋转电动机(2个)、扭簧(3个)、机械爪(3个)、机械爪固定装置(3个)、红外感应装置和Arduino开发板等组成。其中外壳采用聚乳酸材料进行3D打印,支撑架、旋转齿轮、中央转轴、中央绕线盘、机械爪采用光敏树脂进行3D打印,机械爪打印完成后再用橡胶材料浇注形成弹性结构;Arduino开发板采用OpenCM9.0控制器,可对红外感应装置和旋转电动机进行供电与控制。结果:经测试,该机械手能够实现张开与闭合操作,且可以在0.11~0.15 s完成张开—感应—启动—抓取的过程。结论:该机械手质量轻、负载低、抓取效率高,可满足无人机自主抓取物体的需求。 展开更多
关键词 无人机 自主抓取 仿生机械手 机械爪
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面向无人机集群协同感知的多智能体资源分配策略 被引量:9
15
作者 王志宏 冷甦鹏 熊凯 《物联网学报》 2023年第1期18-26,共9页
在智能物联网技术发展的推动下,无人机集群已广泛用于应急、救援等场景的感知监测。无人机在任务区域自动感知发现任务目标,邻近无人机组成协作感知与协作计算任务群组,协同完成数据的感知、采集和处理。然而,重复的感知资源以及多任务... 在智能物联网技术发展的推动下,无人机集群已广泛用于应急、救援等场景的感知监测。无人机在任务区域自动感知发现任务目标,邻近无人机组成协作感知与协作计算任务群组,协同完成数据的感知、采集和处理。然而,重复的感知资源以及多任务间的计算资源供需不平衡,会造成额外的计算与通信开销,增大端到端处理时延。为了应对这一挑战,提出了一种结合仿生学和多智能体独立强化学习的多任务资源分配策略,基于局部的任务信息进行资源协同分配决策。该方法用任务情景信息浓度表示各个任务的资源需求,并通过情景信息在各任务群组间的扩散,动态更新各任务异构资源需求。同时,结合独立多智能体强化学习方法进行智能决策,以对各任务异构资源进行智能协同分配。仿真结果表明,所提方案不仅能够有效缩短任务执行时间,还可显著提高计算资源利用率。 展开更多
关键词 无人机集群 资源分配 独立强化学习 仿生学 多智能体
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智能固定翼植保无人机设计研究 被引量:2
16
作者 王邢 《设计》 2024年第15期129-133,共5页
以植保无人机为研究对象,探索利用智能化固定翼垂直升降结构提升植保无人机产品性能的设计方案,在于改进传统植保无人机的工作效率低、机械外观差、操作困难、功能单一等缺点。对现有植保无人机进行调研,分析产品痛点;通过用户研究挖掘... 以植保无人机为研究对象,探索利用智能化固定翼垂直升降结构提升植保无人机产品性能的设计方案,在于改进传统植保无人机的工作效率低、机械外观差、操作困难、功能单一等缺点。对现有植保无人机进行调研,分析产品痛点;通过用户研究挖掘产品创新性,对目标用户使用植保无人机的行为体验和心理特征进行分析评估,收集问卷数据,量化用户对产品的需求。通过用户研究解析用户需求结合植保无人机的设计原则和要素制订智能化固定翼植保无人机的方案设计。采用形态仿生方法设计一款智能化固定翼植保垂直升降结构的无人机,并对人机交互界面进行简化设计。在满足改进植保无人机功能使用的同时,通过形态仿生造型赋予产品一定的趣味性,与用户进行社会、文化、精神等多层面的情感沟通,从而赋予更深刻的艺术精神和内涵。 展开更多
关键词 植保无人机 形态仿生设计 产品设计 固定翼 垂直升降 智能化交通工具
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基于仿生原理的失控无人机补救装置的设计
17
作者 孙晨旭 吴潇 《电脑知识与技术》 2015年第3期275-278,共4页
自去年起,亚马逊、UPS和顺丰速递陆续开始投资“无人机”计划。但是,随着科学技术的不断发展,无人机运货在提高效率的同时也带来了安全性等隐患。该文着重考虑无人机运货中的安全性问题,分析了导致无人机飞行失控的原因.介绍了仿... 自去年起,亚马逊、UPS和顺丰速递陆续开始投资“无人机”计划。但是,随着科学技术的不断发展,无人机运货在提高效率的同时也带来了安全性等隐患。该文着重考虑无人机运货中的安全性问题,分析了导致无人机飞行失控的原因.介绍了仿生原理,从而提出一种采用仿生原理减少无人机失控后危害的补救方法。 展开更多
关键词 无人机失控 仿生原理 补救方法
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警用无人机造型设计研究 被引量:2
18
作者 杨柠 《工业设计》 2018年第7期49-50,共2页
中国特色社会主义进入新时代,人民对社会安全环境的需求不断提高,为保障人民生命财产安全、维护社会稳定,预防犯罪、防止突发事件、处置群体事件等方面需要不断借助高科技手段。研究警用无人机作为一种新型高科技设备,其在警务日常任务... 中国特色社会主义进入新时代,人民对社会安全环境的需求不断提高,为保障人民生命财产安全、维护社会稳定,预防犯罪、防止突发事件、处置群体事件等方面需要不断借助高科技手段。研究警用无人机作为一种新型高科技设备,其在警务日常任务中的应用将大大提高任务的效率和安全性,让科技强警更具现实意义。通过对我国不同警种执行任务时,对警用无人机不同功能需求以及对警用无人机的应用场景分析,侧重艺术设计与科学技术间的和谐统一,强化和追求警用无人机外形所具备的客观的合理的美,以满足警用无人机造型设计和实现机能上的理想形态,运用艺术与技术的规律,强调"以人为本"的设计理念,从设计、使用、体验等方面探索满足各类需求的警用无人机造型概念设计。 展开更多
关键词 警用无人机 造型设计 仿生设计
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