[发明专利]一种无人机集群网络通信方法及装置

说明书

本发明提供一种无人机集群的网络通信方法及装置，所述方法包括：建立空间坐标系；至少基于无人机上的UWB定位及通信模组实时确定其他无人机的空间坐标；基于获得的所述空间坐标及所述空间坐标系实时确定包含所有无人机的空间坐标的无人机集群系统坐标；确定通信时隙；至少基于无人机集群系统坐标和通信时隙确定用于通信的目标通信路由节点，所述目标通信路由节点为数据传输网络中路由通道的节点，每个无人机分别形成一所述通信路由节点；至少记录目标通信路由节点至路由表中，同时共享路由表中的信息，使其他所述通信路由节点更新各自的路由表。本发明的无人机集群网络通信方法能够实现无人机机群的快速通信拓扑，使各无人机间成功执行网络通信。

技术领域

本发明实施例涉及无人机群移动网络通信领域，特别涉及一种无人机机群网络通信方法及装置。

背景技术

无人机集群中的个体相互通信是无人机相互协作的基础，由于任意两台无人机之间的距离不同，往往距离较远的无人机之间不能直接通信，需要通过它们之间的其它无人机进行中继和路由，整个通信过程需要多跳来完成。无人机之间的通信采用无线电来实现，电磁波按照整个空间（全向天线）或者特定方向(方向天线)来辐射，同一空间的所有无人机节点共享该空间的通信带宽。为了提高通信效率，减少相互干扰，必须管理无人机之间的通信过程，包括空间上的传输路径（路由）选择、时间上的通信时隙（时间同步）选择和无线电发射功率控制等。通常无人机的相互通信没有固定基站等基础设施支撑，特别是无人机的强移动性使得网络拓扑频繁变化，给无人机集群的可靠通信带来的巨大挑战。现有的4G/5G移动通信网络设有固定的地面基站，基站之间往往采用光纤通信，移动终端（如手机）与基站之间是无线星型结构，所以理论上只要移动终端能够在不同基站之间切换足够快就可以实现连续不间断的通信。而由于目前相邻基站信号的适当重复覆盖，使得移动终端在与一个基站的通信过程中就可以与相邻的信号更强的另一基站进行通信接入，实现软切换，保证了通信的连续可靠。然而，对于全移动无人机集群来说，没有固定的基站，现有的公共网络移动通信的拓扑控制技术不能直接应用于强移动的无人机集群中。

由于无人机集群需要根据不同作业任务进行动态编队，在执行任务过程中也可能有不同数量的个体损毁，因此若要求无人机群的无线组网快速完成，则每个个体需要具有路由功能，并需要采用网状网络（Mesh网）结构。现有的无线移动Mesh网络拓扑控制复杂、需要消耗大量组网通信包、动态调整拓扑结构耗时长，难以适应现代强移动的无人机集群作业需要。因此，需要根据无线通信的基本原理，针对强移动无人机群特点，在实现网络邻居快速发现、动态拓扑快速构建、节点通信时隙分配、发射功率控制等方面进行创新，实现无人机机群的快速通信拓扑生成。

发明内容

本发明实施例提供了一种无人机集群网络通信方法及装置，用以实现无人机机群的快速通信拓扑，使各无人机间成功执行网络通信。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种无人机集群的网络通信方法，应用于无人机集群中的每个无人机中，所述无人机中设有UWB定位及通信模组，所述无人机集群的网络通信方法包括：

建立空间坐标系；

至少基于所述UWB定位及通信模组实时确定其他无人机的空间坐标；

基于获得的所述空间坐标及所述空间坐标系实时确定包含所有所述无人机的空间坐标的无人机集群系统坐标；

确定通信时隙；

至少基于无人机集群系统坐标和通信时隙确定用于通信的目标通信路由节点，所述目标通信路由节点为数据传输网络中路由通道的节点，每个所述无人机分别形成一所述通信路由节点；

至少记录所述目标通信路由节点至路由表中，同时共享所述路由表中的信息，使其他所述通信路由节点更新各自的路由表。

作为一可选实施例，还包括：