最近,包括亞馬遜、阿里巴巴和多米諾在內(nèi)的一些知名公司一直在測試無人機的使用,以向世界各地的客戶運送包裹或食物。一些城市規(guī)劃者現(xiàn)在已經(jīng)開始在他們的智慧城市設(shè)計中考慮無人機,例如通過合并所謂的無人機飛行區(qū)和無人機高速公路。
然而,無人機的廣泛應(yīng)用帶來了一些安全風(fēng)險。因此,他們的行為動態(tài)和機動性應(yīng)該得到充分的監(jiān)控,以便發(fā)現(xiàn)并及時應(yīng)對入侵者、流氓無人機和惡意無人機。
執(zhí)行這項研究的研究人員之一馬蒂亞斯·布魯斯特告訴TechXplore:“未來幾年,數(shù)千架無人機將升空,完成食品和包裹運送、監(jiān)視和維護等各種服務(wù)。”現(xiàn)在,許多城市正致力于建立指定的無人機飛行區(qū)。然而,大量無人機的部署帶來了風(fēng)險和安全問題,特別是由于無人機的速度、靈活性和自主性。我們的研究重點是無人機防御系統(tǒng)如何快速、自主地對付進入飛行區(qū)的惡意無人機,并采取適當(dāng)?shù)膽?yīng)對措施。”
布魯斯特解釋說:“我們開發(fā)了一種模塊化的局部算法,在每架無人機上運行,使其能夠根據(jù)相鄰無人機的狀態(tài)自主做出正確的決策,形成所謂的無人機‘智能群’。”在最初部署和檢測到入侵者后,防御無 人機形成一個自組織網(wǎng)絡(luò),并通過本地封裝算法將入侵者與其環(huán)境隔離,從而將入侵者護送出飛行區(qū)。”
研究人員開發(fā)了一種新的自動平衡聚類過程,確保無人機群以有效的隊形排列,攔截和捕獲流氓無人機。一旦被捕獲,蜂群就能安全護送惡意車輛離開飛行區(qū)域。
布魯斯特說:“最具挑戰(zhàn)性的任務(wù)是開發(fā)一種不需要全系統(tǒng)一致意見就可以運行的本地算法。”此外,我們需要確保每架無人機都能在正確的時機進入正確的防御演習(xí)階段。我們采用模塊化設(shè)計解決了這個問題,為捕獲和護送編隊創(chuàng)建了平衡的群范圍攔截結(jié)構(gòu)。”
研究人員采用了完全本地化的方法,采用了包括五個階段的模塊化設(shè)計:部署,聚類,編隊,追逐和護航。使用原型無人機模擬器進行的測試表明,該系統(tǒng)是可行的,可以抵抗通信損失,并且性能始終如一。
將來,由Brust和他的同事設(shè)計的創(chuàng)新防御系統(tǒng)將有助于在無人機被廣泛采用時提高其安全性。成功完成了初步評估和模擬后,研究人員將在現(xiàn)實世界中測試其防御系統(tǒng)。
布拉斯特說:“在算法開發(fā)和驗證研究之后,我們現(xiàn)在正在將無人機防御系統(tǒng)部署在實際無人機上進行現(xiàn)場測試。”