GPU并行计算驱动的大规模无人机集群仿真研究

来源：计算机工程与应用杂志2025年第22期北京时间：

作者：余玲, 郭川东, 王国庆, 刘艳菊, 曹立佳

单位：1.四川轻化工大学 计算机科学与工程学院，四川 宜宾 644000；2.四川轻化工大学 自动化与信息工程学院，四川 宜宾 644000；3.智能感知与控制四川省重点实验室，四川 宜宾 644000；4.企业信息化与物联网测控技术四川省高校重点实验室，四川 宜宾 644000

摘要：随着无人机集群仿真规模的不断扩大，传统基于CPU的串行计算方式已难以满足大规模仿真高效率、高实时性和低成本的实际需求。提出一种GPU并行计算驱动的大规模无人机集群仿真方法，从方法设计层面出发，系统构建契合GPU执行特性的并行仿真机制。该方法以CUDA为并行计算基础，结合仿真对象的独立性特征，采用细粒度的数据并行策略，依据静态负载均衡原则与线程映射模型，将仿真任务均匀分配至并行线程，实现计算资源的高效利用。为验证所提出方法的有效性，构建面向大规模集群的并行仿真系统，并与传统CPU仿真方法进行性能对比测试，从仿真实时性与系统扩展性两个维度深入开展性能评估。实验结果表明，该方法在保障仿真精度和系统稳定性的同时，能实现在NVIDIA GeForce GTX 1650显卡上至多2 322架无人机模型的实时仿真，不仅为无人机集群的高效仿真提供了可行路径，也为其他领域的大规模并行计算问题提供了技术参考。

关键词：GPU计算,无人机集群,并行仿真,实时性