无人自主系统分布式协同控制研究综述

随着信息技术、人工智能和机器人技术的飞速发展，无人自主系统在军事、航空航天、海洋探索、灾难救援以及智能交通等领域展现出巨大的应用潜力。分布式协同控制作为实现多无人自主系统高效、灵活协作的关键技术，已成为研究的热点。本文综述了无人自主系统分布式协同控制的研究进展。首先探讨了在一致性问题、编队控制和分布式优化三个方面的核心理论，然后结合当前多无人自主系统的实际应用，给出了无人机、无人车、无人水面舰艇、无人潜航器和多模态协同控制的最新研究成果介绍，最后探讨了该领域的未来挑战和发展方向。 无人自主系统，包括无人机、无人车、无人水面 舰艇、无人潜航器等，是具备集成感知、决策和执行 能力的一类系统，能够在没有直接人工操控的情况 下自主完成特定任务[1-5] 。它们在诸如搜救侦察、安全 监控、环境与交通监测、电力线与管道巡查、建筑物 检查、地理测绘、隧道检测、影视制作、物流配送以及 工业生产等多个领域发挥着至关重要的作用。 随着无人自主系统应用领域的不断拓展，其所 面临的环境复杂性也在逐渐增加，致使高精度地完 成控制目标变得越来越艰巨。相较于单独运作的无人自主系统，多无人自主系统的协同控制在多个方 面展现出了其优越性。例如，多无人自主系统能够对 分布式任务进行处理，大大提升了任务执行的效率 与覆盖面。其次，原本由单一无人系统承担的复杂任 务，现在可以通过多个无人系统分工合作，各自执行 更为简单的任务来完成，这不仅降低了任务执行难 度，还增强了系统的灵活性和适应性[6] 。因此，多无人 系统的协同控制技术受到了业界和学术界的广泛关 注与深入研究。