2025年大学（无人机工程）无人机集群协同控制试题及答案

2025年大学（无人机工程）无人机集群协同控制试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本卷共6小题，每小题5分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.无人机集群协同控制中，以下哪种通信方式具有较高的抗干扰能力且传输距离较远？（）A.蓝牙B.ZigBeeC.4GD.毫米波通信2.关于无人机集群编队的稳定性，以下说法正确的是（）A.编队形状越复杂稳定性越高B.相邻无人机间距越大稳定性越高C.合理的控制算法可提高编队稳定性D.无人机数量越多稳定性越高3.在无人机集群协同任务分配中，考虑任务优先级的算法是（）A.基于距离的分配算法B.基于任务难度的分配算法C.基于优先级的分配算法D.基于能耗的分配算法4.无人机集群协同控制中，用于目标跟踪的常用传感器是（）A.激光雷达B.加速度计C.陀螺仪D.气压计5.当无人机集群遇到突发干扰时，哪种协同策略能最快恢复正常状态？（）A.完全分布式协同策略B.集中式协同策略C.混合式协同策略D.自适应协同策略6.无人机集群协同控制中，为实现避障功能，需要融合的信息不包括（）A.视觉信息B.雷达信息C.地磁信息D.超声波信息第II卷（非选择题共70分）7.（10分）简述无人机集群协同控制中常用的三种通信协议及其特点。8.（15分）在无人机集群编队飞行中，如何通过控制算法保证编队的整齐度和一致性？请详细说明。9.（15分）材料：在一次无人机集群执行物流配送任务中，部分无人机出现定位偏差，导致配送时间延迟。问题：分析可能导致无人机定位偏差的原因，并提出相应的解决措施。10.（15分）材料：某科研团队进行无人机集群协同搜索救援实验，设定了搜索区域和任务目标。问题：请设计一种无人机集群协同搜索救援的方案，包括搜索策略、通信方式、任务分配等方面。11.（15分）论述无人机集群协同控制技术在未来智慧城市建设中的潜在应用及挑战。答案：1.D2.C3.C4.A5.B6.C7.常用通信协议及特点：-Wi-Fi：传输速率高，可实现高速数据传输，适用于对数据量要求较大的场景，如高清图像传输等，但传输距离相对有限。-蜂窝通信（如4G、5G）：覆盖范围广，能实现长距离通信，可支持大量无人机同时接入网络，便于远程控制和数据传输，但通信成本相对较高。-自组织网络协议（如ZigBee等）：具有低功耗、自组网能力强的特点，适合无人机集群内部近距离通信，可快速构建局部通信网络，但传输速率相对较低。8.可通过以下控制算法保证编队整齐度和一致性：首先采用位置同步算法，实时获取各无人机位置信息，计算出相对位置偏差，通过调整速度和姿态使位置趋于一致。其次利用姿态同步算法，确保各无人机姿态相同，如俯仰角、偏航角等保持一致。还可以引入编队形状保持算法，根据预设编队形状，动态调整无人机位置，维持编队整体形状稳定。9.可能原因：卫星信号遮挡、定位传感器故障、通信干扰等。解决措施：增加备用定位方式，如结合惯性导航系统；定期检查和校准定位传感器；优化通信频段，采用抗干扰通信技术；在信号遮挡区域设置信号增强设备。10.搜索策略：采用网格搜索法，将搜索区域划分成若干网格，无人机按顺序依次搜索每个网格。通信方式：采用自组织网络结合蜂窝通信，自组织网络用于集群内部通信，蜂窝通信用于与指挥中心通信。任务分配：根据无人机续航、载荷等能力，将搜索任务分配给不同无人机，续航长、载荷大的负责较远区域或重点区域搜索。11.潜在应用：智能交通管理，无人机集群可实时监测交通流量，引导车辆行驶；城市安防监控，全方位监控城市区域，及时发现异常情况；环境监测，对空气质量、水质等进行监