科学观察|4D/RCS体系结构:有哪些特点?需要实现哪几个层次的功能?
4D/RCS体系结构是基于混合式体系结构的无人平台体系:在较低层次上,生成了面向目标搜索的反应式行为;在较高层次上,则生成面向目标定义的递阶慎思式行为 。 在实时控制系统中,4D/RCS是一个三维空间加上一维时间构成的四维概念 。
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它具有以下特点:
(1)4D/RCS体系结构是一个结合传感器、传感器数据处理、数据存储、计算机建模和控制于一体并可以操作的框架 。
(2)4D/RCS体系结构是一个可以渗透一个或多个系统的体系,且其中的体系可以是完全自主的,或可通过多种方式进行交互 。
(3)4D/RCS体系结构可以和远程数据库、控制中心进行交互 。
(4)4D/RCS体系结构对于多系统的体系,可以作为决策者的一个决策工具 。
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4D/RCS为设计、建造、整合和测试提供了理论依据 。 其开发系统体系结构包含大量的军事和商业标准,便于维护、调试、升级子系统和软件 。 它包含的概念和技术有人工智能、控制理论、运筹学、博弈理论、模式识别、图像理解等 。
4D/RCS使系统能够分析过去,感知现状,并预测未来 。 它能为系统评估成本、风险和效益,分析过去发生的事情,计划未来的事件,做出明智的选择,并规划出合适的行动路线 。
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4D/RCS需实现3个层次的功能:概念框架、体系结构参考模型和工程指南 。
(1)概念框架: 4D/RCS提供一个概念框架来解决系统运行的一般问题,达到人工指挥者所监督的使命目标 。 4D/RCS的概念框架跨度很大,包括所有影响操作运行的时间,时间上从几毫秒到几个月间发生的事,空间上从几毫米到几千米发生的事都在其中 。 4D/RCS模型的使用范围,从分析一个单一的执行器在一个单独子系统的综合活动规划,到控制成百上千的车辆和完全覆盖整个战斗的人员空间分配 。 为了遍及如此广大的范围,4D/RCS采用一个多级分层体系结构,且每一层在空间和时间上都设置有不同的范围和分辨率 。
(2)体系结构参考模型: 4D/RCS提供一个参考的体系结构来支持设计和开发无人驾驶系统,并且为未来的发展提供一个理论依据 。 它严格执行当前指令,控制结构的等级,在每一级都定义功能模块 。
(3)工程指南: 4D/RCS提供工程指南,以建立和测试特定的智能机器系统 。 为了在短期内建立一个实用智能系统,4D/RCS工程指南自一个单一车辆的子系统开始,从细节到总体发展,以组为单位与其他系统协同工作 。
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