36、无人机导航与轨迹规划技术详解

无人机导航与轨迹规划技术详解

1 无人机群通信架构

无人机群通信架构主要有集中式架构和分布式架构，分布式架构又可细分为单组、多组和多层架构。以下是不同架构的特点对比：
| 特点 | 集中式架构 | 分布式架构 - 单组 | 分布式架构 - 多组 | 分布式架构 - 多层 |
| — | — | — | — | — |
| 多跳通信 | ✕ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 无人机中继 | ✕ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 异构无人机 | ✕ | ✕ | ✓ | ✓ |
| 自动配置 | ✕ | ✓ | ✕ | ✓ |
| 覆盖范围有限 | ✓ | ✓ | ✓ | ✕ |
| 单点故障 | ✓ | ✕ | ✓ | ✕ |
| 鲁棒性 | ✓ | ✕ | ✕ | ✓ |

集中式架构适用于无人机数量较少、任务相对简单的场景。随着任务复杂度和机群规模的增加，需要根据具体场景选择其他架构。在需要扩展覆盖范围的多跳网络场景中，分布式通信架构更为合适。

常见的无人机通信技术可分为蜂窝、卫星、Wi-Fi 和认知无线电四大类。

2 无人机导航与路径规划

2.1 导航技术

无人机导航是指无人机制定快速安全到达目标位置策略的过程，通常依赖于当前位置和环境。为了有效完成任务，无人机需要全面了解自身状态，包括航向、导航速度、位置、目标位置和起点。目前，无人机导航技术主要分为卫星导航、视觉导航和惯性导航三类，但这些技术都存在不足，因此需要根据具体任务选择合适的导航技术。

视觉导航是一个有前景的自主导航研究方向。视觉传感器能提供丰富的