„Рояк“ на дронове се отнася до интегрирането на евтини малки дронове с множество полезни натоварвания на мисии, базирани на отворена системна архитектура, която има предимствата на анти-унищожаване, ниска цена, децентрализация и характеристики на интелигентна атака.
С бързото развитие на технологиите за дронове, комуникационните и мрежовите технологии и нарастващото търсене на приложения за дронове в страни по света, съвместните мрежови приложения за много дронове и самостоятелните мрежи за дронове се превърнаха в нови изследователски горещи точки.
Текущо състояние на рояците дронове в Китай
Понастоящем Китай може да реализира комбинацията от множество ракети-носители за изстрелване на 200 дрона наведнъж, за да образува формация на рояк, което значително ще насърчи бързото формиране на бойните способности на китайските безпилотни рояци, като съвместна работа в мрежа, прецизно формиране, промяна на формацията и прецизен удар.
През май 2022 г. изследователски екип от университета Zhejiang в Китай разработи микроинтелигентна технология за рояк дронове, която позволява на рояци дронове да се движат свободно сред обрасли и тучни бамбукови гори. В същото време рояците дронове могат непрекъснато да наблюдават и изследват околната среда и автономно да контролират формацията, за да избегнат препятствия и да избегнат щети.
Тази технология успешно реши серия от трудни проблеми като автономна навигация, планиране на писти и интелигентно избягване на препятствията на рояци UAV в коварни и променливи среди. Може да се използва при пожари, пустини, скали и други среди, които са трудни за достигане от хора, за да изпълняват мисии за търсене и спасяване.
Как китайските гъмжащи дронове комуникират помежду си?
Мрежата от безпилотни летателни апарати, известна още като мрежа от UAV илибезпилотна аеронавигационна ad hoc мрежа(UAANET), се основава на идеята, че комуникацията между множество дронове не разчита изцяло на основни комуникационни съоръжения като наземни контролни станции или сателити.
Вместо това дроновете се използват като мрежови възли. Всеки възел може да препраща командни и контролни инструкции един към друг, да обменя данни като състояние на възприемане, здравен статус и събиране на разузнавателни данни и автоматично да се свързва, за да установи безжична мобилна мрежа.
UAV ad hoc мрежа е специална форма на безжична ad hoc мрежа. Той не само има присъщите характеристики на мулти-хоп, самоорганизация и липса на център, но също така има своя собствена особеност. Основните характеристики са представени, както следва:
(1) Високоскоростно движение на възли и силно динамични промени в мрежовата топология
Това е най-съществената разлика между UAV ad hoc мрежи и традиционните ad hoc мрежи. Скоростта на БЛА е между 30 и 460 км/ч. Това високоскоростно движение ще причини силно динамични промени в топологията, като по този начин ще се отрази на мрежовата свързаност и протоколите. Сериозно въздействие върху производителността.
В същото време повредата в комуникацията на платформата на UAV и нестабилността на комуникационната връзка на линията на видимост също ще доведат до прекъсване на връзката и актуализиране на топологията.
(2) Рядкост на възлите и хетерогенност на мрежата
Възлите на UAV са разпръснати във въздуха и разстоянието между възлите обикновено е няколко километра. Плътността на възлите в определено въздушно пространство е ниска, така че мрежовата свързаност е забележителен проблем.
В практическите приложения UAV също трябва да комуникират с различни платформи като наземни станции, сателити, пилотирани самолети и платформи в близкия космос. Самоорганизиращата се мрежова структура може да включва различни видове дронове или да приеме йерархична разпределена структура. В тези случаи възлите са хетерогенни и цялата мрежа може да бъде хетерогенно свързана помежду си.
(3) Силни възможности на възлите и временност на мрежата
Комуникационните и изчислителните устройства на възлите се осигуряват с пространство и енергия от дронове. В сравнение с традиционните MANET, мрежите за самоорганизиране на дронове обикновено не трябва да вземат предвид енергийната консумация на възел и проблемите с изчислителната мощност.
Приложението на GPS може да предостави на възлите точна информация за позициониране и време, което улеснява възлите да получат собствена информация за местоположението и да синхронизират часовниците.
Функцията за планиране на маршрута на бордовия компютър може ефективно да подпомогне решенията за маршрутизиране. Повечето приложения с дронове се изпълняват за конкретни задачи и редовността на работа не е силна. В определено въздушно пространство има ситуация, при която плътността на възлите е ниска и несигурността на полета е голяма. Следователно мрежата има по-силен временен характер.
(4) Уникалност на мрежовите цели
Целта на традиционните Ad Hoc мрежи е да установят peer-to-peer връзки, докато мрежите за самоорганизиране на дронове също трябва да установят peer-to-peer връзки за координационната функция на дроновете.
Второ, някои възли в мрежата също трябва да служат като централни възли за събиране на данни, подобно на функцията на безжичните сензорни мрежи. Следователно е необходимо да се поддържа агрегиране на трафик.
Трето, мрежата може да включва множество типове сензори и различните стратегии за доставка на данни за различните сензори трябва да бъдат ефективно гарантирани.
И накрая, бизнес данните включват изображения, аудио, видео и т.н., които имат характеристиките на голям обем данни за предаване, диверсифицирана структура на данните и висока чувствителност към забавяне, като трябва да се осигури съответното QoS.
(5) Особеността на модела на мобилност
Моделът на мобилност има важно влияние върху протокола за маршрутизиране и управлението на мобилността на Ad Hoc мрежи. За разлика от произволното движение на MANET и движението на VANET, ограничено до пътища, дрон възлите също имат свои собствени уникални модели на движение.
В някои приложения с множество дронове се предпочита глобалното планиране на пътя. В този случай движението на дронове е редовно. Въпреки това траекторията на полета на автоматизираните дронове не е предварително определена и планът на полета може също да се промени по време на работа.
Два модела на мобилност за UAV, изпълняващи разузнавателни мисии:
Първият е моделът на случайна мобилност на обекта, който извършва вероятностни независими произволни движения в ляв завой, десен завой и права посока според предварително определен процес на Марков.
Вторият е моделът на разпределена мобилност на отблъскване на феромони (DPR), който насочва движението на дронове според количеството феромони, произведени по време на процеса на разузнаване на UAV, и има надеждни характеристики на търсене.
uav ad hoc мрежов малък модул за 10 км безжична комуникация
IWAVEUANET радиомодул, малък размер (5*6 см) и леко тегло (26 г), за да осигури 10 км комуникация между IP MESH възли и наземна контролна станция. Множество FD-61MN Uav ad hoc мрежа OEM модул, изграждащ голяма комуникационна мрежа, се изгражда чрез рояка от дронове и дроновете са свързани помежду си, за да изпълнят възложените задачи в определена формация според ситуацията на място по време на движение с висока скорост .
Време на публикуване: 12 юни 2024 г
