最近,包括亚马逊、阿里巴巴和多米诺在内的一些知名公司一直在测试无人机的使用,以向世界各地的客户运送包裹或食物。一些城市规划者现在已经开始在他们的智慧城市设计中考虑无人机,例如通过合并所谓的无人机飞行区和无人机高速公路。
然而,无人机的广泛应用带来了一些安全风险。因此,他们的行为动态和机动性应该得到充分的监控,以便发现并及时应对入侵者、流氓无人机和恶意无人机。
执行这项研究的研究人员之一马蒂亚斯·布鲁斯特告诉TechXplore:“未来几年,数千架无人机将升空,完成食品和包裹运送、监视和维护等各种服务。”现在,许多城市正致力于建立指定的无人机飞行区。然而,大量无人机的部署带来了风险和安全问题,特别是由于无人机的速度、灵活性和自主性。我们的研究重点是无人机防御系统如何快速、自主地对付进入飞行区的恶意无人机,并采取适当的应对措施。”
布鲁斯特解释说:“我们开发了一种模块化的局部算法,在每架无人机上运行,使其能够根据相邻无人机的状态自主做出正确的决策,形成所谓的无人机‘智能群’。”在最初部署和检测到入侵者后,防御无 人机形成一个自组织网络,并通过本地封装算法将入侵者与其环境隔离,从而将入侵者护送出飞行区。”
研究人员开发了一种新的自动平衡聚类过程,确保无人机群以有效的队形排列,拦截和捕获流氓无人机。一旦被捕获,蜂群就能安全护送恶意车辆离开飞行区域。
布鲁斯特说:“最具挑战性的任务是开发一种不需要全系统一致意见就可以运行的本地算法。”此外,我们需要确保每架无人机都能在正确的时机进入正确的防御演习阶段。我们采用模块化设计解决了这个问题,为捕获和护送编队创建了平衡的群范围拦截结构。”
研究人员采用了完全本地化的方法,采用了包括五个阶段的模块化设计:部署,聚类,编队,追逐和护航。使用原型无人机模拟器进行的测试表明,该系统是可行的,可以抵抗通信损失,并且性能始终如一。
将来,由Brust和他的同事设计的创新防御系统将有助于在无人机被广泛采用时提高其安全性。成功完成了初步评估和模拟后,研究人员将在现实世界中测试其防御系统。
布拉斯特说:“在算法开发和验证研究之后,我们现在正在将无人机防御系统部署在实际无人机上进行现场测试。”