一、文献综述
（一）选题简介
人工智能技术融合到传统行业的各个领域，催生出新的产品、产业和业态，进行人工智能通识教育已经成为国家经济建设和人才培养的迫切需要。其中，无人机集群是多智能体协同的重要载体和测试场景，但在现实中，无人机的实物操作较难大规模展开。大规模集群变换难以在室内完成，无人机配件众多、成本高，极易坠机，造成财产损失，可能还会造成一定的人身伤害，且人员管理不易，现场环境准备细节多，周期过程长，专业人员需全程参与。为帮助不同学科背景的学生了解抽象的算法和模型，我们将人工智能技术融入应用系统，在动手实验中加深学生对方法、步骤和原理的理解。突破教学设施的时空限制，引入虚拟仿真实验，实验采用网页形式访问，实现对室内小型无人机的3D建模模拟。
（二）国内外研究现状
- 国内研究现状
在无人机方面，无人驾驶飞机在军事和民用等诸多领域中正在发挥着越来越重要的作用。无人机的不载人特性，使其可以长时间地进出各种危险的空域发挥特殊效用，完成许多过去只有有人驾驶飞机才能完成的任务；同时，无人机体积小、结构简单、自重轻、成本低、使用维护方便、机动灵活性好，具有很大的发展潜力和良好的应用前景[1]。同时，由于无人机携带了一定的特殊设备以完成特定任务，造价较高。基于录像教学和使用实装实施训练的传统训练模式已经很难满足教学和训练任务。因此，迫切需要探索新的培训模式，提供更为先进、成本更低、效率更高的培训手段。基于虚拟现实的无人驾驶飞机仿真训练系统正是针对这一需要而建立的[2]。
系统仿真技术是当前应用最广泛的使用技术之一，它建立在控制理论、相似理论、信息处理技术和计算技术基础之上，以计算机和其他专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假想的系统进行试验，通过对试验结果进行分析研究，进而做出决策[3]。
WebGL是一种免费的跨平台的3D绘图标准，是HTML5规范的组成部分之一。WebGL通过 OpenGLES2.0标准接口进行封装，支持工程师使用JavaScript直接调用，从而在 HTML5的Canvas标签基础上实现三维场 景构建。WebGL克服了渲染插件的弊端，允许网页利用底层的图形硬件（GPU）加速功能进行三维图形渲染，因此，提升了三维场景在Web端渲染性能和用户体验[4]。
Python 是一种开发效率较高的语言，因此比较适合需求快速变化并且要求快速开发的 WEB 开发领域。Python 的快速开发能力使得其在 WEB 开发中应用广泛，因此也诞生了很多 Python 的WEB 开发框架。Python的WEB开发框架较多一方面依赖于 Python 的方便性，另一方面也导致了入门时选择框架的麻烦。当前比较流行的几种 Python WEB 开发框架有 Django、TurboGears、Zope 等。在众多的 python Web 框架中，Django 是一种相当有价值的系统，无论初学者还是企业级应用者都可以使用，大规模应用使用 Zope 比较合适。其他的系统各有特色，但使用范围有限[5]。
- 国外研究现状
编队控制的内涵是当多个智能体运动时共同构成一个固定的亦或是时变的期望几何形状。智能体是人工智能领域的一个基本概念,凡是能够独立思考并能与周围环境进行交互的实体都可以抽象为智能体。根据无人机自身特点可以将无人机抽象为智能体,因此多智能体系统所解决问题的方法同样适用于多无人机系统。
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