[发明专利]一种通信中继备份无人移动装置、拓扑系统及构建方法

说明书

本发明公开了一种通信中继备份无人移动装置、拓扑系统及构建方法。该发明用于无人机通信中继的中继备份系统的构建。该方法首先将通信中继备份无人机移动至P(Ax)位置后，以垂直于通信双方连线的方向慢速移动，并检测两个相邻节点的无线信号强度，当两个相邻节点的无线信号强度不大于T且2Ds≤D(Ax)≤3Ds时停止移动。P(Ax)为对应的通信中继无人机的位置，Ds为无人机之间的安全距离，T为信号强度阈值。

技术领域

本发明涉及无人移动装置之间的无线通信，尤其是无人机之间的无线通信。

背景技术

无人机进行通信中继，是当前无人机群重要的应用场景之一。当无人机群需要完成某些特定任务而进行编队飞行时，假如各个携带有任务的无人机之间相距过远，由于信号衰减幅度太大，导致携带有任务的无人机之间无法直接通信时，需要在无人机群中加入通信中继无人机为携带有任务的无人机进行通信中继。通信中继无人机是无人机群中专用于通信中继的无人机，通过对衰减后的信号再放大后发送实现信号的远距离传输，从而实现携带有任务的无人机之间远距离通信。在这种通过通信中继无人机实现的无人机群通信系统中，可靠性是需要考虑的问题。因为无人机飞在空中可能会受到各种因素的干扰导致无人机失效，比如无人机失控，或者无人机电力不足等因素。特别是当多个通信中继无人机组成链式拓扑结构时，其中某个通信中继无人机的失效就能导致通信中断，甚至可能导致整个无人机群通信中断。

发明内容

本发明所要解决的问题是提高通过通信中继无人机实现通信的无人机群的通信可靠性。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：

根据本发明的一种通信中继备份无人移动装置，该无人移动装置用于无线通信中继备份，该无人移动装置还用于：

获取通信双方的空间坐标、通信双方之间各个中继无人移动装置的空间坐标以及该无人移动装置所对应的备份节点编号；

移动至P(Ax)位置后，以垂直于通信双方连线的方向慢速移动，并检测两个相邻节点的无线信号强度，当两个相邻节点的无线信号强度不大于T且2Ds≤D(Ax)≤3Ds时停止移动并启动无线通信中继备份；

其中，所述中继无人移动装置用于为通信双方进行无线通信中继，所述Ds是无人移动装置之间的安全距离，所述P(Ax)为Ax的空间坐标，D(Ax)为该无人移动装置与Ax的距离，所述Ax为x所对应的中继无人移动装置，所述x为该无人移动装置所对应的备份节点编号，所述相邻节点是与Ax相邻的无人移动装置或通信方，所述T为预先设定的无线信号强度门限值。

根据本发明的一种通信中继备份拓扑系统，该系统包括通信双方、通信双方之间的各个中继无人移动装置；所述中继无人移动装置用于为通信双方进行无线通信中继；该系统还包括若干通信中继备份无人移动装置；所述通信中继备份无人移动装置用于无线通信中继备份；所述通信中继备份无人移动装置与所述中继无人移动装置的数量相同，并一一对应；所述通信中继备份无人移动装置还用于：

获取通信双方的空间坐标、通信双方之间各个中继无人移动装置的空间坐标以及该通信中继备份无人移动装置所对应的备份节点编号；

移动至P(Ax)位置后，以垂直于通信双方连线的方向慢速移动，并检测两个相邻节点的无线信号强度，当两个相邻节点的无线信号强度不大于T且2Ds≤D(Ax)≤3Ds时停止移动并启动无线通信中继备份；

其中，所述Ds是无人移动装置之间的安全距离，所述P(Ax)为Ax的空间坐标，D(Ax)为该通信中继备份无人移动装置与Ax的距离，所述Ax为x所对应的中继无人移动装置，所述x为该通信中继备份无人移动装置所对应的备份节点编号；所述相邻节点是与Ax相邻的无人移动装置或通信方，所述T为预先设定的无线信号强度门限值。

进一步，根据本发明的通信中继备份拓扑系统，所述慢速移动的移动速度不超过2m/s。