? 現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，無人機(jī)懈叹、無人車及無人艇等無人系統(tǒng)已逐漸在戰(zhàn)場部署澄成，但是無人系統(tǒng)單體存在負(fù)載和任務(wù)能力有限畏吓、作戰(zhàn)能力單一等不足菲饼。為了彌補(bǔ)單體能力不足，同時提高其對作戰(zhàn)任務(wù)的適應(yīng)能力镐确，無人系統(tǒng)可以以集群方式進(jìn)行作戰(zhàn)。集群方式能充分發(fā)揮其監(jiān)控范圍廣源葫、抗毀重構(gòu)性強(qiáng)的優(yōu)勢息堂，具備獨立完成復(fù)雜任務(wù)的能力，可以實現(xiàn)跨域集群作戰(zhàn)床未。

? 無人系統(tǒng)的集群智能協(xié)同是指由遂行同一任務(wù)振坚、受統(tǒng)一指揮并保持視距聯(lián)系或戰(zhàn)術(shù)聯(lián)系的若干無人系統(tǒng)編隊屡拨。集群智能協(xié)同技術(shù)通過協(xié)同感知呀狼、協(xié)同決策規(guī)劃和協(xié)同編隊控制，實現(xiàn)集群內(nèi)各個節(jié)點高效配合哥艇，提高復(fù)雜環(huán)境下多任務(wù)的適應(yīng)能力绝编。

NOKOV實現(xiàn)多無人系統(tǒng)亞毫米級實時定位

? 為了驗證集群智能協(xié)同系統(tǒng)置信度問題，通常會設(shè)計無人機(jī)貌踏、無人車十饥、無人艇編隊等效驗證平臺，系統(tǒng)性地驗證協(xié)同感知祖乳、協(xié)同決策逗堵、時變編隊控制等技術(shù)。平臺通常由網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)眷昆、多智能體子系統(tǒng)蜒秤、組合定位子系統(tǒng)構(gòu)成，動作捕捉系統(tǒng)為組合定位子系統(tǒng)中的主要定位方式亚斋。

? 進(jìn)行協(xié)同決策作媚、編隊控制驗證時，首先要實現(xiàn)單體自動控制纸泡，為了簡化實驗蚤假，可以利用NOKOV動作捕捉系統(tǒng)同時對多無人系統(tǒng)進(jìn)行定位，獲取的位置芒划、速度民逼、加速度數(shù)據(jù)作為控制系統(tǒng)的輸入信號调缨。以無人機(jī)為例俊犯，無人機(jī)的軌跡跟蹤控制包括位置控制、姿態(tài)解算與姿態(tài)控制三個部分绢彤。典型的位置控制采用位置-線速度串級控制器，控制器的輸出為NOKOV動作捕捉系統(tǒng)坐標(biāo)系下的加速度；姿態(tài)解算模塊將NOKOV動作捕捉系統(tǒng)坐標(biāo)系下的加速度轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)系下的加速度嚷往，再轉(zhuǎn)換成機(jī)體坐標(biāo)系下的參考加速度籍琳；姿態(tài)控制最后通過加速度的分解，解算出參考姿態(tài)角，并作為姿態(tài)控制的輸入粟耻，控制無人機(jī)到達(dá)指定位置。

? 分布式集群協(xié)同編隊控制中，需要完成領(lǐng)航者的軌跡規(guī)劃，跟隨者跟蹤領(lǐng)航者的實際位置淀零，與領(lǐng)航者維持相對位置不變，進(jìn)而保持編隊隊形哀卫。在此過程中，無人系統(tǒng)單體只需與相鄰的單體之間進(jìn)行信息交換共啃，領(lǐng)航者需要完成參考軌跡生成以及位置控制薪者，精確跟蹤期望軌跡取试，其實時位置及姿態(tài)可以直接通過 NOKOV動作捕捉系統(tǒng)獲取后傳送給隊形保持器，其他單體根據(jù)相對位置解算出控制力猿棉，保持集群編隊隊形。

? 模型受限于其載量時，無人系統(tǒng)驗證實驗（以無人艇為例）的編隊控制和運動控制算法可以直接在上位機(jī)上實現(xiàn)，NOKOV動作捕捉系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)泻帮，解算后作為控制命令傳輸?shù)綗o人艇，無人艇主要功能是接收工作站的控制量，并驅(qū)動兩個螺旋槳達(dá)到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速踱蠢。雖然各模型艇的自主化程度較低赶盔，完全分布式的編隊較難實現(xiàn)撕攒，但這一集中化的平臺有利于分布式編隊算法和運動控制算法的快速實施，利用NOKOV動作捕捉工作站向外廣播數(shù)據(jù)柳击，不用考慮通信時延片习、通信丟包等帶來的影響状知。也可以直接利用平臺模擬通信丟包和通信時延等問題饥悴。

?除此之外贷揽，對于使用機(jī)載傳感器進(jìn)行定位印屁、編隊的無人系統(tǒng)樱拴，驗證集群智能協(xié)同技術(shù)有效性時正罢，要分析無人機(jī)、無人車和無人艇所估計的運動軌跡與真實運動軌跡的誤差，通常需要獲得多個無人系統(tǒng)的高精度的真實軌跡，一般稱為“ground truth”癣丧。因為動捕系統(tǒng)得到的軌跡誤差低至亞毫米級，且可以同步獲取多個無人系統(tǒng)軌跡掏呼，而SLAM系統(tǒng)等機(jī)載定位傳感器的軌跡誤差通常至少是厘米級的憎夷，因此使用動捕系統(tǒng)作為“ground truth”是可靠的拾给。

NOKOV動作捕捉用于集群智能協(xié)同案例

NOKOV動作捕捉在集群智能協(xié)同技術(shù)等效驗證平臺開發(fā)方向與多所高校、科研院所展開合作乒疏，作為其系統(tǒng)中的室內(nèi)定位解決方案伟件。

北京理工大學(xué)無人機(jī)/無人車異構(gòu)集群協(xié)同

? 集群智能協(xié)同控制系統(tǒng)基于一致性算法完成空地協(xié)同巡邏任務(wù)嗓袱，運用無人車的靈活性完成以敵方目標(biāo)為中心大刊，衛(wèi)星環(huán)繞式的圍捕任務(wù)。以無人機(jī)的廣闊視野和無人車的高機(jī)動性為基礎(chǔ)焊傅，完成無人機(jī)將搜索到的目標(biāo)及時傳給無人車剂陡，無人車接收到信息后對敵方目標(biāo)展開圍捕的探測圍捕任務(wù)。

中科院自動化所無人車協(xié)同避障

? 實驗過程在各個無人車及障礙物上放置反光標(biāo)志點狐胎，不同標(biāo)志點排布形式用于區(qū)分機(jī)器人個體的ID鸭栖，通過捕捉無人車障礙物上反光標(biāo)志點，得到標(biāo)志點的三維坐標(biāo)握巢，并利用SDK向外實時廣播晕鹊。單個無人車可以接收到本體、鄰近無人車以及障礙物位置信息暴浦，坐標(biāo)信息精度達(dá)到亞毫米級溅话。