Drone "swarm" si riferisce à l'integrazione di droni chjuchi low-cost cù carichi di missione multiple basati nantu à una architettura di sistema apertu, chì hà i vantaghji di anti-distruzzione, low cost, decentralizazione è caratteristiche di attaccu intelligente.
Cù u rapidu sviluppu di a tecnulugia di drone, a tecnulugia di cumunicazione è di rete, è a crescente dumanda per l'applicazioni di drone in i paesi di u mondu, l'applicazioni di cullaburazione multi-drone è l'auto-networking drone sò diventati novi punti di ricerca.
Status attuale di a China Drone Swarms
Attualmente, a Cina pò rializà a cumminazzioni di più veiculi di lanciamentu per lancià 200 droni à u mumentu per furmà una furmazione di sciame, chì prumove assai a furmazione rapida di e capacità di cummattimentu di i sciame senza pilotu di Cina, cum'è a rete di cullaburazione, a furmazione precisa, u cambiamentu di furmazione, è colpu di precisione.
In maghju 2022, una squadra di ricerca di l'Università di Zhejiang in Cina hà sviluppatu una tecnulugia di sciami di droni micro-intelligente, chì permette à i sciami di droni di trasportà liberamente trà foreste di bambù invase è lussureggianti. À u listessu tempu, i sciame di droni ponu osservà è scopre l'ambiente in modu autonomu, è cuntrullà in modu autonomu a furmazione per evità ostaculi è evità danni.
Sta tecnulugia hà risoltu cù successu una seria di prublemi difficiuli, cum'è a navigazione autonoma, a pianificazione di a traccia, è l'evitazione intelligente di l'ostaculi di i swarms UAV in ambienti traditori è cambianti. Pò esse usatu in incendi, deserti, scogliere è altri ambienti chì sò difficiuli per e persone per ghjunghje per compie e missioni di ricerca è salvezza.
Cumu si cumunicanu i droni in sciame di Cina cun l'altri?
A reta di veìculi aerei senza pilotu, cunnisciuta ancu com'è a reta di UAV o urete ad hoc aeronautica senza pilotu(UAANET), hè basatu annantu à l'idea chì a cumunicazione trà parechji droni ùn si basa micca cumplitamenti nantu à e facilità di cumunicazione basi cum'è stazioni di cuntrollu di terra o satelliti.
Invece, i droni sò usati cum'è nodi di rete. Ogni nodu pò trasmette istruzzioni di cumandamentu è cuntrollu à l'altri, scambià dati cum'è u statu di percepzione, u statu di salute è a cullezzione di intelligenza, è cunnette automaticamente per stabilisce una rete mobile wireless.
UAV ad hoc network hè una forma speciale di rete wireless ad hoc. Ùn hà micca solu e caratteristiche inherenti di multi-hop, autourganizazione, è senza centru, ma hà ancu a so particularità. E caratteristiche principali sò presentate cum'è seguente:
(1) Muvimentu d'alta velocità di nodi è cambiamenti altamente dinamichi in a topologia di a rete
Questa hè a diferenza più significativa trà e rete ad hoc UAV è e rete ad hoc tradiziunale. A vitezza di i UAV hè trà 30 è 460 km / h. Stu muvimentu à alta velocità pruvucarà cambiamenti altamente dinamichi in a topologia, affettendu cusì a cunnessione di a rete è i protokolli. Seriu impattu nantu à u rendiment.
À u listessu tempu, u fallimentu di cumunicazione di a piattaforma UAV è l'inestabilità di u ligame di cumunicazione in linea di vista pruvucarà ancu l'interruzzione di u ligame è l'aghjurnamentu di a topologia.
(2) Sparseness di nodi è heterogeneità di a reta
I nodi UAV sò spargugliati in l'aria, è a distanza trà i nodi hè di solitu parechji chilometri. A densità di u nodu in un certu spaziu aereu hè bassu, cusì a cunnessione di a rete hè un prublema degne di nota.
In l'applicazioni pratiche, i UAV anu ancu bisognu di cumunicà cù e diverse piattaforme cum'è stazioni di terra, satelliti, aerei tripulati è piattaforme spaziali vicinu. A struttura di a rete autourganizazione pò include diversi tipi di droni o aduttà una struttura distribuita gerarchica. In questi casi, i nodi sò eterogenei è a reta sana pò esse interconnessa heterogeneamente.
(3) Forti capacità di node è temporaneità di a rete
I dispusitivi di cumunicazione è informatica di i nodi sò furniti cù spaziu è energia da droni. In cunfrontu cù u MANET tradiziunale, e rete d'autourganizazione di drone in generale ùn anu micca bisognu di cunsiderà u cunsumu d'energia di i nodi è i prublemi di putenza di l'informatica.
L'applicazione di GPS pò furnisce i nodi cù infurmazioni precise di posizionamentu è di timing, facendu più faciule per i nodi per ottene a so propria infurmazione di locu è sincronizà l'orologi.
A funzione di pianificazione di u percorsu di l'urdinatore di bordu pò aiutà efficacemente à e decisioni di routing. A maiò parte di l'applicazioni di drone sò realizati per compiti specifichi, è a regularità di l'operazione ùn hè micca forte. In un certu spaziu aereo, ci hè una situazione induve a densità di node hè bassu è l'incertezza di u volu hè grande. Dunque, a rete hà una natura temporale più forte.
(4) Unicità di i scopi di a rete
L'obiettivu di e rete Ad Hoc tradiziunale hè di stabilisce cunnessione peer-to-peer, mentre chì e rete d'autourganizazione di droni anu ancu bisognu di stabilisce cunnessione peer-to-peer per a funzione di coordinazione di droni.
Siconda, certi nodi in a reta anu bisognu di serve cum'è nodi cintrali per a cullizzioni di dati, simili à a funzione di rete di sensori wireless. Dunque, hè necessariu di sustene l'agregazione di u trafficu.
Terzu, a reta pò include parechji tippi di sensori, è e diverse strategie di consegna di dati per i sensori differenti anu da esse garantiti in modu efficace.
Infine, i dati di l'affari includenu l'imaghjini, l'audio, i video, etc., chì anu e caratteristiche di grande volume di dati di trasmissione, struttura di dati diversificata, è alta sensibilità di ritardu, è a QoS currispondente deve esse assicurata.
(5) A particularità di u mudellu di mobilità
U mudellu di mobilità hà un impattu impurtante nantu à u protocolu di routing è a gestione di a mobilità di e rete Ad Hoc. A cuntrariu di u muvimentu aleatoriu di MANET è u muvimentu di VANET limitatu à e strade, i nodi di drone anu ancu i so mudelli di muvimentu unichi.
In alcune applicazioni multi-drone, a pianificazione di a strada globale hè preferita. In questu casu, u muvimentu di droni hè regularmente. Tuttavia, u percorsu di volu di i droni automatizati ùn hè micca predeterminatu, è u pianu di volu pò ancu cambià durante l'operazione.
Dui mudelli di mobilità per i UAV chì realizanu missioni di ricunniscenza:
U primu hè u mudellu di mobilità aleatoria di l'entità, chì esegue muvimenti casuali indipindenti probabilistici in u turnu à manca, a diritta è a direzzione dritta secondu un prucessu di Markov predeterminatu.
U sicondu hè u mudellu di mobilità di pheromone repel distributed (DPR), chì guida u muvimentu di droni secondu a quantità di feromoni prudutte durante u prucessu di ricunniscenza UAV è hà caratteristiche di ricerca affidabile.
Uav ad hoc network modulu minuscule per a cumunicazione wireless di 10 km
IWAVEModulu radio UANET, taglia minuscule (5 * 6 cm) è pesu ligeru (26 g) per assicurà a cumunicazione di 10 km trà i nodi IP MESH è a stazione di cuntrollu di terra. Multiple FD-61MN uav ad hoc network OEM Modulu chì custruisce una grande rete di cumunicazione hè custruita à traversu u sciame di droni, è i droni sò interconnessi l'un à l'altru per compie i travaglii assignati in una certa furmazione secondu a situazione in situ durante u muvimentu à alta velocità. .
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