[发明专利]基于位置和任务规划的动态路由计算方法

说明书

本发明涉及一种基于位置和任务规划的动态路由计算方法，通过基于位置的路由方法寻找到达目的节点的路由，包括以下步骤：节点通过位置设备获得本节点当前的位置信息；节点向邻居节点通告本节点的位置信息；在收到邻居节点的位置信息后，根据当前位置和历史位置数据，计算出该邻居节点相对自己的方向、速度和距离；根据计算的相对速度，计算t时刻链路的连通强度；节点通告自己的链路连通强度值；根据接收的网络链路连接强度值，运行Dijkstra算法，计算出到达网络其它节点的最优路由。本发明选择节点相对运动小、距离近的链路作为链路选择的优选链路，有效地减小数据传输的时延，提高网络吞吐量。

技术领域

本发明涉及动态路由技术，具体涉及一种基于位置和任务规划的动态路由计算方法。

背景技术

传统的动态路由协议通过路由节点间交互可达性信息或者链路连接状态来获得网络路由信息，如RIP路由协议和OSPF路由协议等。当网络拓扑结构发生变化时，这些信息在网络中传输需要一定的时间，即节点需要一定的时间才能感知到网络的变化。在网络路由表未收敛之前，可能某些路由表信息是错误的，到达这些错误路由表目的节点的数据就可能发生丢失。尤其是在运动频繁的无人机编队环境下，节点移动速度较快，拓扑变化快，数据可能发生丢失的可能性更大。

通常在无人机编队中，每个无人机节点都装载GPS或北斗等位置获取设备，可获得当前节点的位置信息。此外，无人机在飞行过程中通常也会根据相应的任务命令以形成特定编队，这些任务命令中携带了节点后续需要到达的位置信息。充分利用这些当前无人机节点的位置信息以及后续需要到达的位置信息，可预测节点运动轨迹和网络拓扑结构，提前规划路由，可有效减少拓扑变化带来的路由更新不及时而造成的数据丢失问题。同时，由于具有任务获得的后续节点的位置信息，也可以通过采用数据先缓存，等待节点可连通时再转发数据，可有效提高数据的交付率。

现有的主要动态路由协议，如基于链路状态的路由协议OSPF协议，或者是基于距离矢量的路由协议RIP协议，这些路由协议通过周期性或触发性交互连通关系以获得网络拓扑结构，当网络发生变化时，通过这些更新的连通关系，可以计算出新的拓扑表或路由表。

然而，现有的路由协议仅在节点链路通断关系发生变化时才发起拓扑更新消息。在节点快速运动的环境下，这些拓扑更新消息传播到网络中需要一定的时间，在此期间内，原有的路由表中部分路由为旧的失效路由，部分数据由于这些路由表错误而出现转发丢失。此外，在网络尚未完全连通情况下，数据也可能因为没有路由而无法发送出去。这些情况将会降低网络的吞吐量，增加数据的传输时延。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于位置和任务规划的动态路由计算方法。

实现本发明目的的技术方案为：一种基于位置和任务规划的动态路由计算方法，通过基于位置的路由方法寻找到达目的节点的路由，包括以下步骤：

S101，节点通过位置设备获得本节点当前的位置信息；

S102，节点向邻居节点通告本节点的位置信息；

S103，在收到邻居节点的位置信息后，根据当前位置和历史位置数据，计算出该邻居节点相对自己的方向、速度和距离；

S104，根据计算的相对速度，计算t时刻链路的连通强度；

S105，节点通告自己的链路连通强度值；

S106，根据接收的网络链路连接强度值，运行Dijkstra算法，计算出到达网络其它节点的最优路由；

在位置路由失效时，采用基于任务规划的方法，具体包括以下步骤：

S201，节点根据接收的任务信息获得时刻t的各节点的位置信息；

S202，根据位置信息和通信距离，计算时刻t的网络拓扑结构；