[发明专利]一种无人机集群网络的拓扑控制方法

说明书

本发明提供一种无人机集群网络的拓扑控制方法，包括如下步骤：S1载入网络参数，其中网络参数包括感知目标信息、中心控制单元信息和无人机信息；S2建立无人机网络中每个无人机节点之间的通信链路，构建网络控制拓扑结构；S3基于网络控制拓扑结构和感知目标信息，选择感知无人机与中继无人机并执行相应的感知任务和中继传输任务；S4建立无人机网络与中心控制单元的传输链路，构建网络业务拓扑结构。本发明保证无人机集群网络高传输质量与网络生存时间，提高无人机集群网络的拓扑控制性能。

技术领域

本发明涉及无人机网络拓扑控制技术领域，特别是一种无人机集群网络的拓扑控制方法。

背景技术

目前，在大区域多目标(工地、农田、渔场等)的感知传输场景中，使用无人机集群执行感知传输任务已经成为当前无人机系统的一个重要发展方向。现有技术中，无人机集群在执行任务的过程中，存在无人机集群无法保证整个无人机网络的感知范围，或者网络生存时间不足等技术问题。因此，提出一种能够保证无人机集群网络传输质量与网络生存时间的拓扑控制方法亟具需要。

发明内容

针对上述提出的现有技术中无人机集群执行感知任务过程中存在无法保证整个无人机网络的感知范围，或者网络生存时间不足的技术问题，本发明旨在提供一种无人机集群网络的拓扑控制方法。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

本发明示出一种无人机集群网络的拓扑控制方法，包括如下步骤：

S1载入网络参数，其中网络参数包括感知目标信息、中心控制单元信息和无人机信息；

S2建立无人机网络中每个无人机节点之间的通信链路，构建网络控制拓扑结构；

S3基于网络控制拓扑结构和感知目标信息，选择感知无人机与中继无人机并执行相应的感知任务和中继传输任务；

S4建立无人机网络与中心控制单元的传输链路，构建网络业务拓扑结构。

一种实施方式中，该方法还包括如下步骤：

S5基于剩余能量保护机制更新网络控制拓扑结构和网络业务拓扑结构。

一种实施方式中，步骤S1具体包括；

感知目标信息包括区域中的K个固定感知目标k∈K＝{1,...,K}，其位置用二维坐标w_k＝[x_k,y_k]^T表示；其中w_k表示第k个感知目标的位置，x_k、y_k分别表示第k个感知目标的位置坐标；

中心控制单元信息包括中心控制单元的位置w₀位于原点，用w₀＝[x₀,y₀]^T表示；

无人机信息包括M个无人机，其平面位置用二维坐标q_m＝[x_m,y_m]^T表示，其中q_m表示第m个无人机的位置，x_m、y_m分别表示第m个无人机的位置坐标；无人机的飞行高度固定为H。

一种实施方式中，步骤S2包括：建立无人机网络中每个无人机节点的邻居列表，构建网络控制拓扑结构，具体包括：

S21无人机网络中每个无人机节点都周期性地以最大发射功率发送hello消息，其中hello消息包括无人机节点的ID号、无人机节点当前的平面位置坐标值q、无人机节点当前剩余能量值E和初始能量值E₀；