摘要：分析研究了無人機的本質與內涵，系統闡述了無人機自主與智能控制的內涵與本質以及二者的關系，提出了無人機自主控制的設計理念和工程實施要素，合理規劃了自主智能控制的等級，提出了無人機自主智能 控制實現的工程方法與方案，構建了自主智能控制系統工程實現的架構。

1 引言

從古老的傳說或寓言故事中可知，人類自誕生起，就夢想著能夠像鳥一樣飛行，人類通過一代一代幻想、努力、前赴后繼地探索如何能夠自由地在天空中飛翔，人類嘗試了多種方法，如: 使用風箏、早期的火箭、飛車、熱氣球以及滑翔機，但都沒能實現自由飛行。到了1903年，萊特兄弟用自己設計的“飛行機器—飛機”完成了人類第一次動力載人飛行，實現了人類在空中飛行的夢想。在人類夢想在天空中飛翔的同時，人們也開始設想人不在飛機上，在地面上控制 飛機的飛行，這就產生了無人機的概念，1916年美國的斯佩里(Sperry)和勞倫斯(Lawrence)進行了首次無人機飛行，自此開啟了人類對無人機的研究先河， 經過第一次世界大戰和第二次世界大戰，特別是經過冷戰時期，無人機得到了長足的發展；無人機經過100年的發展，形成了龐大的家族體系，分支眾多，可以從機身結構、體積重量、飛行高度、航程、航時、用途等多個維度對其進行分類，如從機身結構特征進行分類, 可分為無人直升機、無人固定翼飛機、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機和撲翼無人機等；從體積重量特性來分類，可分為大型無人機、中型無人機、小型無人機和微型無人機；按用途可分為軍用無人機(情報、偵察、監視、誘餌、電子對抗、通信中繼、靶機和無人戰斗機等)、民用無人機(如警用、消防、氣象)和消費級無人機(航拍、游戲等休閑用途)；還可分為高空無人機、長航時無人機、遠程無人機、高空長航時無人機等。

世界上任何事物的發展都是與時俱進的，其實質內涵與外表特征都在不斷地演變進化，無人機也是如此，對無人機的定義與內涵也需不斷地動態完善，無 人機從簡單的人遙控飛機飛行時代發展到現在的無人機自動(自主)飛行階段，也應適應技術的發展和人們認識的提高而有較明確的定義，否則對無人機技術的發展不利，甚至阻礙無人機技術的發展。本文就無人機的發展變遷進行了研究分析，歸納 了無人機的內涵和定義及其發展，闡述了無人機控制的內涵，探討了自主與智能二者之間的相互關系，給出了自主智能控制設計理念和工程要素，提出了無人機自主智能控制實現方法與方案。

2、無人機的定義與內涵

1916年9月12日, 美國的斯佩里(Sperry)和勞倫斯 (Lawrence)的“休伊特-斯佩里自動飛機(Hewitt-Sperry AutomaticAirplane)”完成人類第一次有動力無人飛行，人類便開啟了無人機研究的新紀元，人們在最初定義無人機時，采用的是最直觀的物理概念，只考慮了飛行員與飛機的物理位置關系，即：飛機上沒有飛行員的飛機則稱為無人機，起初在英語中用pilotlessaircraft表達，這也是無人機最基本的內涵。

隨著無線電遙控技術的發展，航空工程師使用了無線電在地面遙控無人機的飛行，這就出現了遙控飛行器(Remotely Piloted Aerial Vehicle, RPAV)和遙控飛 行系統(Remotely Piloted Aircraft System, RPAS)術語，在此期間也有人使用UninhabitedAerialVehicle作為無人機的名稱術語。

Unmanned Aircraft System (UAS)在《無人機路 線圖2005~2030》被美國國防部和FAA所采用[1]，并給出了定義：指不載有操作人員、利用空氣動力提供升力、可以自主飛行或遙控駕駛、可以一次使用也可回收使用、攜帶致命或非致命有效載荷的有動力飛行器。此定義明確了無人機的最基本內涵：1) 飛機上無駕駛人員；2) 能完成一定的使命任務；3) 能夠重復使用。

依據上面的定義，彈道或半彈道飛行器、巡航導彈和炮彈不能看作是無人飛行器，原因是導彈不能回 收；目前遙控航空模型飛機是否屬于無人機仍有疑義和爭論，未有定論，主要原因是現代航空模型飛機也采用了先進的控制技術，其功用也在變化，從司法層面和飛行管理層面上無法明確鑒定。筆者認為：如果只是在視距內進行表演娛樂活動， 遙控航空模型飛機可認為不屬于無人機，

無人機發展到現在，在技術上使用Unmanned Aerial Vehicle (UAV)來代表無人機，而在民間中，則經常使用drone(老式軍用無人機發動機有規則的噪聲與公蜂的蜂鳴相似的原因)來代表無人機[1,2]。

無人機的兩種形式表達：unmannedaerialvehicle和uninhabitedaerialvehicle仔細探究其含義是有區別的，unmanned從字面上有兩個含義: 其一是直接的含義，無人的，飛機上無人；其二是無人操縱的；而uninhabited只有飛機上無人的含義。從unmanned字面上講，無人 機應同時具備兩個含義, 即: 人不在飛機上并且人不操控飛機, 飛機能夠“正?！憋w行，也就是說無人機從起飛準備-滑行-起飛-空中飛行-返場著陸-退出關停的全過程(圖1)都可不需要人介入。因此，用“unmanned aerialvehicle”來定義無人機是最合適的，更能體現“真” 無人機的內涵。無人作戰飛機(UCAV)的英文表達應為: unmanned combat aerial vehicle。