李昆鵬，崔昆濤

(1. 中國(guó)人民解放軍63983部隊(duì)，江蘇 無錫 214000；2. 大連海事大學(xué) 航海學(xué)院，遼寧 大連 116026)

0 引 言

近年來，軍用無人系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)快速發(fā)展，使得無人機(jī)器系統(tǒng)承擔(dān)越來越多的作戰(zhàn)任務(wù)。其中，軍用無人水面航行器是無人系統(tǒng)的重要應(yīng)用，以海軍任務(wù)需要及發(fā)展戰(zhàn)略為主體，軍用USV用于執(zhí)行包括反水雷、反潛作戰(zhàn)、海上安保、海上作戰(zhàn)、特種作戰(zhàn)支援、電子戰(zhàn)和海上攔截作戰(zhàn)支持等7個(gè)主要任務(wù)使命。

軍用USV進(jìn)行水面自主操作，執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)，需要通過軍用USV平臺(tái)或其他協(xié)同作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行必要的戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)態(tài)勢(shì)感知、干預(yù)和監(jiān)控，并通過加密的高數(shù)據(jù)速率無線電射頻通信鏈路（如軍用戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈等）進(jìn)行信息分發(fā)，連接至操作員控制站，或者與其他作戰(zhàn)行動(dòng)進(jìn)行協(xié)同。通過提升軍用USV系統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)協(xié)同自治和控制能力，一方面，可以最大限度地減少操作人員配備，降低USV平臺(tái)的通信帶寬要求，并擴(kuò)展作戰(zhàn)任務(wù)行動(dòng)區(qū)域。另一方面，也可以實(shí)現(xiàn)多作戰(zhàn)平臺(tái)或節(jié)點(diǎn)的協(xié)同，包括有人作戰(zhàn)系統(tǒng)和無人作戰(zhàn)系統(tǒng)，這是無人系統(tǒng)的自治和控制的重要目標(biāo)，也是軍用USV實(shí)現(xiàn)大規(guī)模協(xié)同行動(dòng)需要具備的重要能力。

軍用USV協(xié)同自治和控制研究涉及到系統(tǒng)工程、控制技術(shù)和信息技術(shù)等多門學(xué)科的深度融合，是航?？茖W(xué)與技術(shù)的前沿研究領(lǐng)域和未來發(fā)展方向。

本文以軍用USV應(yīng)用為例，改進(jìn)其協(xié)同自治及控制架構(gòu)，對(duì)其基本原理和要求進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并在已取得的研究成果基礎(chǔ)上，進(jìn)行海上試驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證了系統(tǒng)的有效性和擴(kuò)展能力。

1 軍用USV任務(wù)的自治能力要求

不同氣象海況條件下的操作，對(duì)軍用USV平臺(tái)和搭載設(shè)備的性能、特性有顯著的不同要求。海上環(huán)境潛在的高動(dòng)態(tài)性和不可預(yù)知的海上交通情況，增加了USV自主協(xié)同操作的難度，需要應(yīng)用相應(yīng)的避碰算法和策略，使其行動(dòng)兼容航行規(guī)定的要求（例如：1972年國(guó)際海上避碰規(guī)則、區(qū)域海上船舶定線制等規(guī)則），并滿足作戰(zhàn)任務(wù)的實(shí)際需要[1]。

軍用USV自治與控制能力的基本目標(biāo)是通過開發(fā)支持系統(tǒng)與操作員交互的自然模式，實(shí)現(xiàn)操作員和自治系統(tǒng)進(jìn)行有效和高效交互，同時(shí)降低系統(tǒng)對(duì)人員操作和分析的依賴程度，允許操作員“操作任務(wù)”，而不是“操作系統(tǒng)”。通過不斷提升軍用USV的自治能力，使其能夠應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的海上作戰(zhàn)任務(wù)[2]。

按照無人系統(tǒng)自治能力的級(jí)別分類，軍用USV任務(wù)使命對(duì)系統(tǒng)的自治能力提出了不同的要求。

1）自治水平1，人員操縱。操作人員制定所有決策。軍用USV平臺(tái)不具備其所處環(huán)境的任何自主控制，盡管系統(tǒng)可能具有對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)的信息響應(yīng)。

系統(tǒng)自治能力較低，可以滿足對(duì)自主能力要求較低的作戰(zhàn)任務(wù)需要，如海上安保、特種作戰(zhàn)支援、海上攔截作戰(zhàn)等。

2）自治水平2，人員委托。當(dāng)軍用USV在獲得授權(quán)的條件下，可獨(dú)立于操作員控制，完成許多功能，包括自動(dòng)控制、發(fā)動(dòng)機(jī)控制，以及其他低級(jí)別的自主功能，這些功能必須人工輸入進(jìn)行激活或取消，并必須在人員操作的互斥條件下進(jìn)行。

在該水平下，軍用USV具備較為明顯的無人系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和特性，可以滿足大部分的戰(zhàn)場(chǎng)任務(wù)需要，如海上作戰(zhàn)、反潛護(hù)航、反潛掩護(hù)、電子戰(zhàn)等，能夠?qū)ο到y(tǒng)涉及到的關(guān)鍵技術(shù)（及算法）進(jìn)行連續(xù)、穩(wěn)定可靠的驗(yàn)證、改進(jìn)和應(yīng)用。

3）自治水平3，人員監(jiān)控。由操作員給定頂級(jí)權(quán)限或方向時(shí)，USV系統(tǒng)可以執(zhí)行各種各樣的活動(dòng)。操作員和系統(tǒng)均能夠基于探測(cè)數(shù)據(jù)，初始化系統(tǒng)行為，但系統(tǒng)只能在當(dāng)前給定的任務(wù)范圍內(nèi)執(zhí)行相應(yīng)的操作。

此時(shí)，平臺(tái)具備較高的自治能力，系統(tǒng)涉及到的關(guān)鍵技術(shù)（及算法）已經(jīng)過充分驗(yàn)證，取得了成熟可靠的應(yīng)用，在軍用USV任務(wù)領(lǐng)域，能夠滿足目前的任務(wù)需要，包括對(duì)自治能力要求較高的反水雷清除作業(yè)等任務(wù)需要。

4）自治水平4，全自主。系統(tǒng)能夠接收來自操作的目標(biāo)，并將其轉(zhuǎn)換成任務(wù)，而無需操作員的介入。但操作員仍可以在緊急情況下進(jìn)入系統(tǒng)環(huán)路或改變目標(biāo)，雖然在實(shí)踐中，在人為干預(yù)發(fā)生之前，可能有顯著的時(shí)間延遲。

USV平臺(tái)具備高級(jí)的自治能力，在軍用USV任務(wù)需要領(lǐng)域，可以滿足對(duì)自治能力要求更高、更高端的任務(wù)需要，同時(shí)保留進(jìn)一步作戰(zhàn)應(yīng)用擴(kuò)展和探索的能力。

通常情況下，多數(shù)的作戰(zhàn)任務(wù)通過以上不同水平的自治模式組合來實(shí)現(xiàn)。另外，隨著海上作戰(zhàn)使命和環(huán)境復(fù)雜性日益增加，除對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和態(tài)勢(shì)進(jìn)行感知外，對(duì)軍用USV無人平臺(tái)、載人平臺(tái)，以及其他無人平臺(tái)或節(jié)點(diǎn)的協(xié)同能力要求不斷提高，可擴(kuò)展的戰(zhàn)術(shù)協(xié)同自治能力是軍用USV關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素之一。

2 軍用USV協(xié)同自治及控制設(shè)計(jì)

軍用USV戰(zhàn)術(shù)協(xié)同自治及控制系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化、分層式設(shè)計(jì)的方法，以增強(qiáng)系統(tǒng)架構(gòu)的擴(kuò)展性、通用性，并能夠及時(shí)地注入新技術(shù)或算法，方便對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的維護(hù)、升級(jí)及改造[3]。

本文提出的軍用USV戰(zhàn)術(shù)協(xié)同自治及控制架構(gòu)采用模塊化開放式系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方法，主要包括戰(zhàn)術(shù)協(xié)同感知系統(tǒng)、引導(dǎo)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成部分，如圖1所示。

戰(zhàn)術(shù)協(xié)同及感知系統(tǒng)包括通信系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)和有效載荷等任務(wù)設(shè)備，以及戰(zhàn)術(shù)協(xié)同、應(yīng)急管理、戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知和平臺(tái)狀態(tài)估計(jì)等任務(wù)組件。

引導(dǎo)系統(tǒng)用于任務(wù)規(guī)劃、分解等重要功能，包括任務(wù)規(guī)劃層、行為層和動(dòng)作規(guī)劃層。

控制系統(tǒng)用于解析和翻譯任務(wù)規(guī)劃及執(zhí)行系統(tǒng)的控制信息，以及來自感知及協(xié)同系統(tǒng)的直接控制命令，并通過控制系統(tǒng)發(fā)送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。指令執(zhí)行完成后，反饋至感知及協(xié)同系統(tǒng)，完成自主控制過程。

2.1 戰(zhàn)術(shù)協(xié)同及感知系統(tǒng)

感知及協(xié)同系統(tǒng)包括USV平臺(tái)搭載的任務(wù)設(shè)備、任務(wù)組件，主要用途包括導(dǎo)航、通信、狀態(tài)估計(jì)、戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知、應(yīng)急管理、行動(dòng)協(xié)同等重要功能。軍用USV的戰(zhàn)術(shù)協(xié)同及感知系統(tǒng)與任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過必要的信息交互，結(jié)合協(xié)同數(shù)據(jù)通信，完成整個(gè)控制和協(xié)同回路的正常工作[4]。

2.1.1 任務(wù)設(shè)備

軍用USV平臺(tái)搭載的任務(wù)設(shè)備包括通信系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)和有效載荷。通信系統(tǒng)用于對(duì)通信及協(xié)同，對(duì)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈等設(shè)備進(jìn)行管理；傳感器系統(tǒng)包括側(cè)重于導(dǎo)航的設(shè)備，如北斗、羅經(jīng)、計(jì)程儀、雷達(dá)等，以及側(cè)重于態(tài)勢(shì)感知的設(shè)備，如：光電系統(tǒng)、聲吶等；其他任務(wù)有效載荷（例如：ISR、武器系統(tǒng)等搭載設(shè)備）可根據(jù)實(shí)際任務(wù)需要進(jìn)行獨(dú)立配置。

在任務(wù)執(zhí)行過程中，可根據(jù)實(shí)際需要，動(dòng)態(tài)地調(diào)整任務(wù)設(shè)備在平臺(tái)導(dǎo)航、態(tài)勢(shì)感知、行動(dòng)協(xié)同3個(gè)方面的權(quán)重。

2.1.2 任務(wù)組件

1）協(xié)同

除依靠平臺(tái)搭載的設(shè)備對(duì)環(huán)境進(jìn)行正確的感知外，軍用USV還必須具備戰(zhàn)術(shù)信息共享能力，以及作戰(zhàn)任務(wù)協(xié)同能力。通過戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈等協(xié)同通信設(shè)備，對(duì)信息進(jìn)行分發(fā)共享，提升USV的感知能力，傳遞其他無人系統(tǒng)及協(xié)同單元的任務(wù)、角色和屬性等動(dòng)態(tài)規(guī)劃信息。

通常情況下，協(xié)同任務(wù)模塊應(yīng)完成以下基本功能，主要包括：戰(zhàn)術(shù)信息和任務(wù)共享，角色和責(zé)任分配，任務(wù)執(zhí)行協(xié)調(diào)，團(tuán)隊(duì)動(dòng)態(tài)形成，與外部設(shè)備和人員進(jìn)行交互。

為實(shí)現(xiàn)以上基本功能，USV協(xié)同組件應(yīng)具備以下處理能力：

①戰(zhàn)術(shù)協(xié)同及信息共享

戰(zhàn)術(shù)協(xié)同及信息共享用于處理軍用USV協(xié)同方面的問題，包括無人系統(tǒng)之間、無人系統(tǒng)與人員之間、無人系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)與外部系統(tǒng)（如通信系統(tǒng)等）之間的信息共享和協(xié)同。協(xié)同模塊對(duì)USV協(xié)同自治系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，選擇和設(shè)定分發(fā)信息的優(yōu)先等級(jí)，并與其他有人和無人的團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行交互。協(xié)同模塊能夠及時(shí)響應(yīng)不斷變化的條件，如增加新的團(tuán)隊(duì)成員，團(tuán)隊(duì)成員的角色改變，或使命任務(wù)更新改變，以及人員或外部系統(tǒng)的請(qǐng)求信息。

同時(shí)，協(xié)同模塊能夠?qū)SV態(tài)勢(shì)感知組件的信息進(jìn)行融合和沖突排解，并進(jìn)行共享，確保團(tuán)隊(duì)節(jié)點(diǎn)共享通用的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖景。

②團(tuán)隊(duì)動(dòng)態(tài)形成

團(tuán)隊(duì)動(dòng)態(tài)形成，用于滿足任務(wù)需要的軍用USV無人系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)的形成和重構(gòu)，包括確定和分配所有的團(tuán)隊(duì)成員、團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)和角色屬性。系統(tǒng)能夠應(yīng)對(duì)變化對(duì)團(tuán)隊(duì)組織進(jìn)行重構(gòu)，包括團(tuán)隊(duì)成員丟失或損壞、新增的團(tuán)隊(duì)成員、當(dāng)前任務(wù)變化等條件改變。針對(duì)條件的改變，USV協(xié)同模塊改變團(tuán)隊(duì)組織結(jié)構(gòu)，并重新分配角色，形成新的互動(dòng)與交互。

在多異構(gòu)平臺(tái)的協(xié)同自治及控制過程中，通過建立動(dòng)態(tài)的異構(gòu)協(xié)同控制模型，系統(tǒng)能夠根據(jù)任務(wù)的需要，對(duì)團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行重新分組，形成新的組織以完成單獨(dú)的任務(wù)，或者對(duì)組織進(jìn)行合并，形成聯(lián)合的任務(wù)團(tuán)隊(duì)[5]。

2）應(yīng)急管理

應(yīng)急管理用于對(duì)影響軍用USV無人系統(tǒng)任務(wù)執(zhí)行的意外事件進(jìn)行檢測(cè)和反應(yīng)，監(jiān)控影響任務(wù)計(jì)劃的意外因素，包括負(fù)載故障、指令修改、新的行動(dòng)限制、環(huán)境條件變化等意外事件。USV應(yīng)急管理組件與任務(wù)規(guī)劃等組件共同工作，使任務(wù)計(jì)劃能夠有效地進(jìn)行。

例如，通過獲取態(tài)勢(shì)感知信息，結(jié)合影響通過性、機(jī)動(dòng)和任務(wù)執(zhí)行的因素條件下，USV在海上航行過程中，通過設(shè)計(jì)兼容規(guī)則要求的動(dòng)態(tài)障礙物/干擾/沖突規(guī)避系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自主的避碰操縱[6]。

3）態(tài)勢(shì)感知

態(tài)勢(shì)感知（SA-Situational Awareness）系統(tǒng)通過軍用USV平臺(tái)搭載的傳感器，以及通過通信設(shè)備接收到的其他平臺(tái)（或節(jié)點(diǎn)）的共享信息和任務(wù)協(xié)同信息，將其轉(zhuǎn)換為任務(wù)框架內(nèi)的整體態(tài)勢(shì)圖景，以實(shí)現(xiàn)協(xié)同自治。

在態(tài)勢(shì)感知組件的開發(fā)過程中，要建立網(wǎng)絡(luò)化的、分層式的數(shù)據(jù)收集、分析和融合處理模型（包括平臺(tái)內(nèi)部、平臺(tái)外部，以及整個(gè)無人系統(tǒng)和有人系統(tǒng)），并應(yīng)用相應(yīng)的處理算法，以達(dá)到態(tài)勢(shì)感知不同級(jí)別的要求[7]。

在此基礎(chǔ)之上，需要對(duì)SA結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分解，設(shè)計(jì)為子系統(tǒng)或子模塊，提高系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性，以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)條件，提高平臺(tái)本身和控制端準(zhǔn)確的信息感知能力[8]。

SA系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到4個(gè)層面的能力要求，主要包括：

①級(jí)別1，目標(biāo)評(píng)估。對(duì)軍用USV平臺(tái)搭載的傳感器、團(tuán)隊(duì)傳感器，以及外部數(shù)據(jù)源（如通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)）進(jìn)行數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)沖突處理，生成通用的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖。

②級(jí)別2，態(tài)勢(shì)評(píng)估。對(duì)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理后的通用戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖進(jìn)行評(píng)估，判斷傳感器覆蓋范圍內(nèi)的目標(biāo)屬性（友好、中立、敵對(duì)等），并對(duì)出現(xiàn)的或潛在的威脅，進(jìn)行等級(jí)分類。

③級(jí)別3，感知預(yù)測(cè)。確定威脅的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并進(jìn)行預(yù)測(cè)，并評(píng)估可能的威脅意圖。

④級(jí)別4，優(yōu)化處理。當(dāng)SA生成的信息不能滿足任務(wù)要求時(shí)，SA組件進(jìn)行優(yōu)化處理以獲取額外的信息，如請(qǐng)求任務(wù)規(guī)劃組件向傳感器、其他平臺(tái)，或從通信網(wǎng)絡(luò)，獲取更多的信息。

除按照上述流程對(duì)信息進(jìn)行多級(jí)處理外，同時(shí)，軍用USV的SA組件收集和保存其他類型的信息，例如氣象海況、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境信息和礙航物分布等信息，提供給任務(wù)規(guī)劃和其他組件，用于制定引導(dǎo)USV無人系統(tǒng)平臺(tái)行為的自主決策[9]。

4）狀態(tài)估計(jì)

平臺(tái)狀態(tài)估計(jì)模塊，主要包括USV的六自由度動(dòng)態(tài)模型，并根據(jù)航行器操縱指令，以及影響航行器操縱的風(fēng)、浪、流等氣象海況環(huán)境因素，進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)和反饋。

為了能對(duì)軍用USV平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)（如航向、航速、加速度等）進(jìn)行準(zhǔn)確的估計(jì)，需要對(duì)態(tài)勢(shì)感知組件的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，并設(shè)計(jì)和應(yīng)用相應(yīng)的濾波器（如卡爾曼濾波器等）和濾波技術(shù)，提高狀態(tài)估計(jì)的準(zhǔn)確性[10]。

2.2 引導(dǎo)系統(tǒng)

軍用USV的引導(dǎo)系統(tǒng)能夠提供任務(wù)前和任務(wù)中的任務(wù)制定和動(dòng)態(tài)重新規(guī)劃功能。通常情況下，對(duì)于引導(dǎo)系統(tǒng)，通過提前規(guī)劃的方式處理所有的情況和突發(fā)事件是不現(xiàn)實(shí)的。因此，需要對(duì)軍用USV引導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行分層處理，包括：任務(wù)規(guī)劃層、行為層和動(dòng)作規(guī)劃層，并對(duì)層內(nèi)功能組件進(jìn)行模塊化分解，提高系統(tǒng)的開放性和擴(kuò)展性。

將軍用USV的任務(wù)使命分解成若干個(gè)子任務(wù)計(jì)劃（如航行計(jì)劃、傳感器計(jì)劃、通信計(jì)劃、武器計(jì)劃等）；每個(gè)子任務(wù)計(jì)劃在其框架內(nèi)，可分解成若干個(gè)行為；每個(gè)行為由不可分割的元?jiǎng)幼鳂?gòu)成[11]。

2.2.1 任務(wù)規(guī)劃層

在執(zhí)行任務(wù)前，任務(wù)規(guī)劃組件結(jié)合可用的資源（通信系統(tǒng)、傳感器、有效載荷等），以及感知數(shù)據(jù)，根據(jù)任務(wù)目標(biāo)及約束條件，制定完成任務(wù)要求所需的計(jì)劃，包括：航行計(jì)劃、傳感器計(jì)劃、通信計(jì)劃等。

在任務(wù)規(guī)劃過程中，應(yīng)考慮以下因素的影響，主要包括：高級(jí)別的任務(wù)目標(biāo)和約束條件；平臺(tái)的資源分配；針對(duì)不同的目標(biāo)任務(wù)有效載荷配置；平臺(tái)搭載傳感器和外部ISR設(shè)備的協(xié)同使用；支持團(tuán)隊(duì)的信息交互事項(xiàng)的同步要求；傳感器和通信的計(jì)劃使用，并最大限度地減少暴露于戰(zhàn)場(chǎng)危險(xiǎn)環(huán)境的時(shí)間；目標(biāo)應(yīng)對(duì)計(jì)劃等。

任務(wù)規(guī)劃層組件將相應(yīng)的任務(wù)計(jì)劃發(fā)送至行為層，并接收行為層組件反饋的異常信息，進(jìn)行處理。

任務(wù)執(zhí)行過程中，USV任務(wù)規(guī)劃層組件可接收來自感知及協(xié)同系統(tǒng)組件（如協(xié)同組件、感知組件等）的信息，當(dāng)出現(xiàn)情況變化，不能滿足任務(wù)要求，或者任務(wù)進(jìn)行了變更，能夠動(dòng)態(tài)地對(duì)任務(wù)規(guī)劃進(jìn)行調(diào)整和執(zhí)行監(jiān)控。

2.2.2 行為層

行為層組件針對(duì)不同的任務(wù)計(jì)劃，對(duì)完成計(jì)劃所需的行為進(jìn)行動(dòng)態(tài)規(guī)劃和選擇，并確定相應(yīng)的任務(wù)計(jì)劃子目標(biāo)序列，并通過分發(fā)器發(fā)送至動(dòng)作規(guī)劃層。

在任務(wù)的執(zhí)行過程中，行為層可接收來自感知及協(xié)同系統(tǒng)組件（如協(xié)同組件、感知組件等）的信息，當(dāng)出現(xiàn)情況變化，可在不對(duì)任務(wù)進(jìn)行重新規(guī)劃的前提下，能夠解決時(shí)，行為層進(jìn)行重新調(diào)整，確保滿足任務(wù)要求。

2.2.3 動(dòng)作規(guī)劃層

動(dòng)作規(guī)劃層組件根據(jù)行為層組件發(fā)送的子目標(biāo)，結(jié)合已有的數(shù)據(jù)資料，以及專家?guī)旌蛿?shù)據(jù)模型，對(duì)元?jiǎng)幼鬟M(jìn)行重整，生成執(zhí)行動(dòng)作規(guī)劃。

在任務(wù)的執(zhí)行過程中，動(dòng)作規(guī)劃層可接收來自感知及協(xié)同系統(tǒng)組件（如協(xié)同組件、感知組件等）的信息，進(jìn)行優(yōu)化處理。如果優(yōu)化處理不能達(dá)到相應(yīng)的目標(biāo)，則將異常情況反饋至上一層處理。

軍用USV任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)能夠?yàn)楹叫?、傳感器?yīng)用、通信和行動(dòng)，協(xié)調(diào)同步計(jì)劃，并能夠當(dāng)前的態(tài)勢(shì)感知，對(duì)影響任務(wù)目標(biāo)的因素，在不同的層面上進(jìn)行響應(yīng)和處理，提高了協(xié)同任務(wù)執(zhí)行的效率。

2.3 控制系統(tǒng)

軍用USV控制系統(tǒng)組件對(duì)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)發(fā)送的控制命令進(jìn)行管理，應(yīng)用相應(yīng)的控制算法，通過相應(yīng)的控制系統(tǒng)模塊，發(fā)送至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成相應(yīng)的控制操作。

在任務(wù)的執(zhí)行過程中，USV控制系統(tǒng)可接收來自感知及協(xié)同系統(tǒng)組件（如協(xié)同組件、沖突管理、感知組件等）的信息，在該影響層面上，直接向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送控制指令

3 結(jié) 語

軍用USV協(xié)同自治和控制研究涉及到系統(tǒng)工程、控制技術(shù)和信息技術(shù)等多門學(xué)科的深度融合，是航?？茖W(xué)與技術(shù)的前沿研究領(lǐng)域和未來發(fā)展方向。

軍用USV協(xié)同自治及控制系統(tǒng)的開發(fā)，需要大量的人力、物力投入，并要求建設(shè)相應(yīng)的系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證及測(cè)試環(huán)境，能夠?qū)ι婕暗降募軜?gòu)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)（及算法）、有效載荷等內(nèi)容進(jìn)行連續(xù)、穩(wěn)定可靠的驗(yàn)證、改進(jìn)和應(yīng)用。

通過模擬及海上試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)，文章提出的軍用USV協(xié)同自治及控制架構(gòu)具備較強(qiáng)的擴(kuò)展能力，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可進(jìn)一步調(diào)整和優(yōu)化，應(yīng)用新的技術(shù)和算法，提升軍用USV的戰(zhàn)術(shù)協(xié)同自治及控制能力。