[发明专利]基于无人机集群的应急临时网络通信方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于无人机集群的应急临时网络通信方法及装置，其中，该方法包括：通过通信层传递各架无人机的飞行状态信息和一致性变量，以及广播由中央控制器下达的任务及控制信息；通过任务决策层获取通信层的信息，根据获取的信息对单架无人机的任务和状态进行衡量和决策，生成决策信息；通过行为规划层对决策信息进行解算，生成无人机的飞行指令信息；通过感知执行层获取飞行指令信息，根据飞行指令信息对无人机进行控制，并感知自身飞行状态和障碍物所在位置，通过通信层与其他无人机进行交互。该方法可以利用无人机实现通信容量高、覆盖范围广并且生存能力强的应急临时网络进行通信。

技术领域

本发明涉及无人机集群控制技术和网络通信技术领域，特别涉及一种基于无人机集群的应急临时网络通信方法及装置。

背景技术

在发生大规模自然灾害，如地震、泥石流、森林大火等情况下，以及战场环境中，原有的移动基站通信极有可能遭到毁坏，如果同时缺乏卫星通信，就极有可能导致通信中断，影响救援和作战效率。目前已有的应急临时通信方法包括卫星通信方法和单无人机通信方法。

卫星通信技术是应用最为广泛的一种应急通信技术，主要是利用通信卫星作为数据中继，来实现各地球站或地球站跟航天器之间的通信。一般情况下，不会受到地球表面的突发事件的影响，并且覆盖范围广，能够很好地满足在应急通信的广度方面存在的需求。

无人机技术为应急临时通信提供了一种新的方法，目前使用较为广泛的是单无人机通信的方法，原理上与卫星通信技术基本相似，都是利用无人机上所载基站设备作为数据中继，以保证通信畅通。

卫星通信中，通信卫星的飞行轨道相对固定，机动能力差，如果是在战争背景下应用，容易被具备反卫星能力的敌对势力实施定点清除。同时卫星通信技术的通信容量有一定的限制，并且花费的成本较高。一般情况下的应急通信场景所需的覆盖面积不需要达到卫星通信那么大的规模，但是在信息应用大规模实现的背景下，通信容量的限制则会限制许多如视频回传这样的应用。

单无人机通信的方法成本较卫星通信而言，其所需花费远远小于卫星通信，同时通信容量也能够满足一些大通信容量的应用的要求。但是单个无人机通信存在着通信范围覆盖面积较小，存在信号死角的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种基于无人机集群的应急临时网络通信方法，该方法可以利用无人机实现通信容量高、覆盖范围广并且生存能力强的应急临时网络进行通信。

本发明的另一个目的在于提出一种基于无人机集群的应急临时网络通信装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种基于无人机集群的应急临时网络通信方法，包括：

S1，通过通信层传递各架无人机的飞行状态信息和一致性变量，以及广播由中央控制器下达的任务及控制信息；

S2，通过任务决策层获取所述通信层的信息，根据获取的信息对单架无人机的任务和状态进行衡量和决策，生成决策信息；

S3，通过行为规划层对所述决策信息进行解算，生成无人机的飞行指令信息；

S4，通过感知执行层获取所述飞行指令信息，根据所述飞行指令信息对无人机进行控制，并感知自身飞行状态和障碍物所在位置，通过通信层与其他无人机进行交互。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种基于无人机集群的应急临时网络通信装置，包括：

信息传递模块，用于通过通信层传递各架无人机的飞行状态信息和一致性变量，以及广播由中央控制器下达的任务及控制信息；

决策模块，用于通过任务决策层获取所述通信层的信息，根据获取的信息对单架无人机的任务和状态进行衡量和决策，生成决策信息；