（3）Mesh型控制拓?fù)洌涸谠摽刂仆負(fù)湎?，所有無人機(jī)劃分為多個組，各個組內(nèi)無人機(jī)構(gòu)成一個Mesh型結(jié)構(gòu)并由各組中心節(jié)點(diǎn)直接連接至一個或多個地面控制站（或衛(wèi)星），同時，各無人機(jī)組間可直接互通，如圖2（c）所示。在該控制方式下允許各組無人機(jī)間直接通信，從而可進(jìn)一步減少對下行鏈路帶寬的要求，降低延時，改善了網(wǎng)絡(luò)魯棒性。

以上各種拓?fù)淇刂茩C(jī)制均存在進(jìn)一步提高無人機(jī)群網(wǎng)絡(luò)性能、自主控制能力等的空間，以充分利用無人機(jī)群資源（包括能量資源、計(jì)算資源、群智資源等），有效提高無人機(jī)群實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的高效、智能和自主化。

1.2 無人機(jī)防碰撞技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)無人機(jī)應(yīng)用往往發(fā)生在人口密集的城市空域，確保無人機(jī)與無人機(jī)、無人機(jī)與其他障礙物（如建筑、樹、鳥等）不發(fā)生碰撞是無人機(jī)應(yīng)用的關(guān)鍵之一。

為實(shí)現(xiàn)無人機(jī)避免發(fā)生碰撞，無人機(jī)需具備兩項(xiàng)能力：障礙感知能力和規(guī)避障礙決策能力。為使無人機(jī)具備障礙感知能力，當(dāng)前已有的解決方案包括協(xié)作型和完全自主型障礙感知技術(shù)。對于協(xié)作型障礙感知技術(shù)，可以構(gòu)建針對無人機(jī)的空管系統(tǒng)來對無人機(jī)間可能的碰撞實(shí)施告警。文獻(xiàn)［15］提出了無人機(jī)空中交通管理系統(tǒng)（TM-UAS）用于跟蹤和告警空中所有的無人機(jī)，確保無人機(jī)間保持安全的距離。此外，還可以通過所有無人機(jī)廣播共享三維坐標(biāo)、航向、航速等信息來實(shí)現(xiàn)碰撞感知。對完全自主型障礙感知技術(shù)主要通過無人機(jī)配備光電傳感器、微波傳感器、導(dǎo)航傳感器等來實(shí)現(xiàn)障礙感知。隨著制造工藝的不斷進(jìn)步，光電傳感器體積小、重量輕、功耗低，可以很好地裝備于各型無人機(jī)上。但是，基于可見光光譜的光電傳感器障礙感知技術(shù)面臨的困難是，檢測算法需要能夠應(yīng)對各種復(fù)雜的圖像背景、照明、圖像抖動等；同時還要保證光電傳感器圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時處理。為使無人機(jī)具備規(guī)避障礙決策能力，則需要通過多種數(shù)據(jù)融合技術(shù)，包括多目標(biāo)跟蹤技術(shù)等來獲取障礙物的相對位置和速度等信息，從而作出規(guī)避障礙的合理決策。

1.3 無人機(jī)群智能技術(shù)

無人機(jī)群智能技術(shù)主要應(yīng)用于軍事物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)通過極少的人工干預(yù)控制無人機(jī)群對不同目標(biāo)完成偵察、攻擊等任務(wù)。由于無人機(jī)群的高動態(tài)性，傳統(tǒng)集中式控制方式難以應(yīng)用于針對無人機(jī)群的控制。無人機(jī)群智能技術(shù)可以分布式地控制無人機(jī)群，使得無人機(jī)間可以智能地相互協(xié)同，高效地完成任務(wù)目標(biāo)。

群智能技術(shù)主要借鑒的是生物學(xué)中的蜂群自組織行為模式算法。蜂群的行為模式目的是使得蜜源搜索最大化。其自組織的步驟是：

（1）構(gòu)建搜索空間；

（2）構(gòu)建偵察群和搜索群；

（3）偵察群搜索出潛在有價值的站點(diǎn)；

（4）從潛在站點(diǎn)中選出基本站點(diǎn)，以便搜索其臨近站點(diǎn)；

（5）偵察群與搜索群交換需要搜索的站點(diǎn)信息；

（6）搜索群成員選擇基本站點(diǎn)；

（7）搜索群成員選擇基本站點(diǎn)附近潛在的站點(diǎn)。

蜂群行為模式關(guān)鍵在于確定基本站點(diǎn)及其附近潛在有價值的站點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高蜂群搜索成功概率，出現(xiàn)了改進(jìn)的人造蜂群算法（ABC）。

群智能技術(shù)是人工智能領(lǐng)域的一個分支，對解決無人機(jī)自組織網(wǎng)絡(luò)中的部分問題被證明具有其高效性。無人機(jī)群智能技術(shù)在軍事中的應(yīng)用場景包括：

（1）敵方目標(biāo)靜止地隨機(jī)分布在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，無人機(jī)群在有限時間內(nèi)對目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的敵方目標(biāo)進(jìn)行協(xié)同搜索；

（2）敵方目標(biāo)在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)以隨機(jī)速度向隨機(jī)方向移動，無人機(jī)群從目標(biāo)區(qū)域某地點(diǎn)發(fā)射，在有限時間內(nèi)對目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的敵方目標(biāo)進(jìn)行協(xié)同搜索、發(fā)現(xiàn)并摧毀。

1.4 無人機(jī)群動態(tài)數(shù)據(jù)路由

由無人機(jī)群構(gòu)成的無人機(jī)自組織網(wǎng)絡(luò)（FANET）有其自身的特性，比如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母邉討B(tài)變化、通信鏈路頻繁間斷、無人機(jī)節(jié)點(diǎn)因能量受限失效而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)分割等。因此，有效的無人機(jī)動態(tài)數(shù)據(jù)路由需要具備對延遲和中斷容忍功能。移動自組織網(wǎng)絡(luò)（MANET）和車輛自組織網(wǎng)絡(luò)（VANET）中的很多路由協(xié)議難以直接照搬到無人機(jī)自組織網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用，例如AODV路由中發(fā)出請求和收到響應(yīng)的路由建立機(jī)制等。

因此，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)變化時，無人機(jī)自組織網(wǎng)絡(luò)路由可以通過存儲-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)的方式，對待轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包暫時予以存儲和攜帶，當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的最佳機(jī)會出現(xiàn)時再轉(zhuǎn)發(fā)出去，這種隨機(jī)路由方式取決于節(jié)點(diǎn)間的相遇概率；當(dāng)無法確定最佳的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)會時，則可以采取依概率隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的方式。對于配備有較高精度導(dǎo)航傳感器（如GPS、北斗、格洛納斯等）的無人機(jī)自組織網(wǎng)絡(luò)，采用具有較少拓?fù)涮綔y開銷的地理信息輔助路由也是較好的選擇。此外，洪泛路由也是適合無人機(jī)自組織網(wǎng)絡(luò)可選路由之一。在該路由協(xié)議中，無人機(jī)節(jié)點(diǎn)將向多個中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)同一數(shù)據(jù)包，中繼節(jié)點(diǎn)再向其他相遇節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，從而很快將數(shù)據(jù)包投遞至網(wǎng)絡(luò)連通部分，具有較高投遞率和較低投遞延時。但該路由協(xié)議要求節(jié)點(diǎn)具有足夠的緩存空間來攜帶和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包以及較高的網(wǎng)絡(luò)開銷，通過改進(jìn)洪泛路由協(xié)議，可以有效提高其性能。

對于在無人機(jī)群中應(yīng)用的路由協(xié)議不一定始終適用和有效，需要依據(jù)無人機(jī)群的運(yùn)動模式和動態(tài)性適時加以調(diào)整。

1.5 無人機(jī)航跡規(guī)劃