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（1）美國：MARS2020 項目

早在21 世紀(jì)初，DARPA 資助了MARS2020項目。該項目由美國賓夕法尼亞大學(xué)、佐治亞理工大學(xué)、南加利福尼亞大學(xué)等機構(gòu)聯(lián)合開展，目的是探索跨域協(xié)作搜索技術(shù)。2004年12月1日在美軍Fort Benning 基地開展了聯(lián)合演示，演示中2 臺固定翼無人機和8 臺地面無人系統(tǒng)組成跨域協(xié)作系統(tǒng)，另有3 名監(jiān)控人員負(fù)責(zé)演示過程監(jiān)控和目標(biāo)確認(rèn)。演示分兩個階段進行：①無人機對整個區(qū)域進行搜索，發(fā)現(xiàn)疑似目標(biāo)后，給地面站發(fā)送信息及粗略定位信息；②地面站接到疑似目標(biāo)信息后，部署不同的地面無人系統(tǒng)進行精細(xì)搜索和定位。此類演示是迄今為止跨域協(xié)作最為常見的一種合作方式（圖3）[11]。圖3(a) 為固定翼無人機，攜帶視覺系統(tǒng)對地面目標(biāo)進行觀測；圖3(b) 為地面無人系統(tǒng)，攜帶立體視覺傳感器實現(xiàn)對地面目標(biāo)的觀測；圖3(c) 為地面無人系統(tǒng)和無人機對地面目標(biāo)觀測的誤差分析。

圖3 MARS2020 項目中的空–地?zé)o人平臺及定位算法

Fig.3 MARS 2020 project: Air-ground unmaned platform and positioning algorithm

（2）法國：Action 項目

2007年，法國國防部資助了跨域協(xié)作的Action 項目[12]。該項目以邊界巡邏與監(jiān)控為背景，針對跨域協(xié)作中的“數(shù)據(jù)融合”和“態(tài)勢評估與決策”兩個科學(xué)問題，旨在研究不同無人系統(tǒng)（空中、地面、水面、水下）之間的跨域協(xié)作方法及其實現(xiàn)技術(shù)。項目目標(biāo)是開發(fā)和實現(xiàn)適應(yīng)異構(gòu)平臺協(xié)同的軟件架構(gòu)，使它們能夠在危險、未知、動態(tài)環(huán)境中合作完成任務(wù)，具體包含四個主題：雙機協(xié)同、三機信息共享、跨域協(xié)同、集群管理。2012—2015年，該項目共進行包括“空中、地面協(xié)同設(shè)施監(jiān)視”“空中、水下、水面協(xié)同水污染監(jiān)測”等科目在內(nèi)的6 次技術(shù)驗證演示，驗證了協(xié)同感知與協(xié)同決策等關(guān)鍵技術(shù)（圖4）[13]。圖4中，(a)為演示中的兩個地面無人系統(tǒng)；(b)為地面無人系統(tǒng)跟蹤；(c)為無人機跟蹤目標(biāo)；(d)為用于巡邏12 個機器人的路線圖；(e)為任務(wù)跟蹤接口；(f)為界面跟蹤每輛車的操作（運動、感知、通信）。

圖4 法國Action 項目的演示平臺及技術(shù)

Fig.4 Action project: Platform and technologies

（3）德國：空地協(xié)作無人系統(tǒng)

2012年，德國錫根大學(xué)、漢諾威–萊布尼茨大學(xué)和弗勞恩霍夫CIPE 研究所聯(lián)合研制了空中–地面機器人協(xié)作系統(tǒng)[14-15]，來驗證其開發(fā)的可用于跨域協(xié)同的編程與操控語言，從而使得只需一個操控人員通過簡單的操控指令即可對整個跨域協(xié)作系統(tǒng)進行控制。在其共同開展的技術(shù)驗證中，6 臺套不同的自主系統(tǒng)開展了協(xié)同演示，文獻[14]中，開發(fā)者認(rèn)為實現(xiàn)多平臺跨域協(xié)同是可行的，且同類型的協(xié)同系統(tǒng)非常適用于偵察和監(jiān)視等領(lǐng)域。

2.2.3 應(yīng)用驅(qū)動型項目

除了探索研究型項目，更多跨域協(xié)同類項目直接面向具體應(yīng)用使命，此類項目具有較強的針對性，所取得的可視化效果也往往更加突出，本小節(jié)將借助幾個知名的跨域協(xié)同應(yīng)用型項目進一步闡述跨域協(xié)同所能帶來的實用效能（表3）。

表3 國外應(yīng)用驅(qū)動型跨域協(xié)同項目

Table 3 Foreign application-driven cross-domain collaboration projects

（1）美國：圣迭戈SPAWAR 中心

早在21 世紀(jì)初，DARPA 就曾資助美國圣迭戈SPAWAR 中心開展過空中–地面–水面平臺跨域協(xié)作的研究，并于2005年12月份進行了針對“入侵人員”監(jiān)控與打擊的演示（圖5）。在該演示中，1 臺旋翼無人機、3 臺地面無人系統(tǒng)和相關(guān)參演人員一起展示了如何通過一個中央聯(lián)合操控系統(tǒng)（Multi-robot Operator Control Unit, MOCU）實現(xiàn)對逃竄人員的聯(lián)合抓捕，這是可查的、較早開展跨域聯(lián)合實用化展示的案例[16]。圖5 中，(a)為能同時控制多個無人系統(tǒng)的中央聯(lián)合操控系統(tǒng)；(b)為空地跨域協(xié)作中的旋翼飛行機器人RotoMotion；(c)為空地跨域協(xié)作中的地面移動機器人MDARS。

圖5 SPAWAR 中心開展的陸海空跨域協(xié)作演示

Fig.5 Land-sea-air cross domain demonstration of SPAWAR

（2）歐盟：SHERPA 項目

2013—2015年，歐盟資助了SHERPA 項目[19]，該項目由7 所大學(xué)、2 家公司和1 個聯(lián)盟組成研發(fā)團隊聯(lián)合開展，歷時三年，旨在構(gòu)建一套可利用地面、空中無人平臺與搜救人員協(xié)同開展山區(qū)人員搜救的系統(tǒng)。該項目于2015年開展了兩次技術(shù)演示，其中夏季演示針對阿爾卑斯山失蹤人員營救，冬季演示針對雪崩災(zāi)難后的被埋者營救。演示過程中固定翼無人機用于大面積搜尋，無人直升機用于搜索和緊急物資輸送，多旋翼無人機用于自動跟隨人員、提供穩(wěn)定的航拍圖像、擴展人員的觀測范圍，無人車搭載機械臂，用于精細(xì)搜索、挖掘和救援、物資和人員運輸?shù)龋衅脚_信息在同一認(rèn)知地圖上更新、融合（圖6）。