Drone "sværm" refererer til integrationen af billige små droner med flere missions nyttelast baseret på en åben systemarkitektur, som har fordelene ved anti-destruktion, lave omkostninger, decentralisering og intelligente angrebskarakteristika.
Med den hurtige udvikling af droneteknologi, kommunikations- og netværksteknologi og den stigende efterspørgsel efter droneapplikationer i lande rundt om i verden, er multi-drone-samarbejdsnetværksapplikationer og drone-selvnetværk blevet nye forskningshotspots.
Nuværende status for Kinas dronesværme
I øjeblikket kan Kina realisere kombinationen af flere løfteraketter for at affyre 200 droner ad gangen for at danne en sværmformation, hvilket i høj grad vil fremme den hurtige dannelse af Kinas ubemandede sværmes kampkapaciteter såsom samarbejdsnetværk, præcis formation, formationsændring og præcisionsslag.
I maj 2022 udviklede et forskerhold fra Zhejiang University i Kina en mikro-intelligent dronesværmteknologi, som gør det muligt for dronesværme at pendle frit mellem tilgroede og frodige bambusskove. Samtidig kan dronesværme kontinuerligt observere og udforske miljøet og styre formationen autonomt for at undgå forhindringer og undgå skader.
Denne teknologi har med succes løst en række vanskelige problemer såsom autonom navigation, sporplanlægning og intelligent undgåelse af forhindringer af UAV-sværme i forræderiske og foranderlige miljøer. Den kan bruges i brande, ørkener, klipper og andre miljøer, som er svære for folk at nå for at gennemføre eftersøgnings- og redningsmissioner.
Hvordan kommunikerer kinesiske sværmende droner med hinanden?
Det ubemandede luftfartøjsnetværk, også kendt som netværket af UAV'er ellerubemandet aeronautisk ad hoc-netværk(UAANET), er baseret på ideen om, at kommunikationen mellem flere droner ikke er helt afhængig af grundlæggende kommunikationsfaciliteter såsom jordkontrolstationer eller satellitter.
I stedet bruges droner som netværksknudepunkter. Hver node kan videresende kommando- og kontrolinstruktioner til hinanden, udveksle data såsom perceptionsstatus, sundhedsstatus og intelligensindsamling og automatisk oprette forbindelse for at etablere et trådløst mobilnetværk.
UAV ad hoc netværk er en speciel form for trådløst ad hoc netværk. Det har ikke kun de iboende karakteristika af multi-hop, selvorganisering og intet center, men har også sin egen særegenhed. De vigtigste funktioner introduceres som følger:
(1) Højhastighedsbevægelse af noder og meget dynamiske ændringer i netværkstopologi
Dette er den væsentligste forskel mellem UAV ad hoc netværk og traditionelle ad hoc netværk. UAV'ers hastighed er mellem 30 og 460 km/t. Denne højhastighedsbevægelse vil forårsage meget dynamiske ændringer i topologi og dermed påvirke netværksforbindelse og protokoller. Alvorlig indflydelse på ydeevnen.
Samtidig vil kommunikationsfejlen på UAV-platformen og ustabiliteten af linie-of-sight kommunikationsforbindelsen også forårsage forbindelsesafbrydelse og topologiopdatering.
(2) Spændhed af noder og heterogenitet af netværket
UAV-noder er spredt i luften, og afstanden mellem knuderne er normalt flere kilometer. Node-tætheden i et bestemt luftrum er lav, så netværksforbindelse er et bemærkelsesværdigt problem.
I praktiske applikationer skal UAV'er også kommunikere med forskellige platforme såsom jordstationer, satellitter, bemandede fly og nærrumsplatforme. Den selvorganiserende netværksstruktur kan omfatte forskellige typer droner eller vedtage en hierarkisk distribueret struktur. I disse tilfælde er knudepunkterne heterogene, og hele netværket kan være heterogent forbundet.
(3) Stærke node-kapaciteter og netværk midlertidighed
Nodernes kommunikations- og computerenheder forsynes med plads og energi af droner. Sammenlignet med traditionelle MANET behøver drone-selvorganiserende netværk generelt ikke at tage hensyn til nodeenergiforbrug og problemer med computerkraft.
Anvendelsen af GPS kan give noder nøjagtige positions- og timingoplysninger, hvilket gør det nemmere for noder at få deres egne placeringsoplysninger og synkronisere ure.
Stiplanlægningsfunktionen på den indbyggede computer kan effektivt hjælpe med rutebeslutninger. De fleste droneapplikationer udføres til specifikke opgaver, og operationens regelmæssighed er ikke stærk. I et bestemt luftrum er der en situation, hvor knudepunktstætheden er lav, og flyusikkerheden er stor. Derfor har netværket en stærkere midlertidig karakter.
(4) Netværksmålenes unikke karakter
Målet med traditionelle Ad Hoc-netværk er at etablere peer-to-peer-forbindelser, mens drone-selvorganiserende netværk også skal etablere peer-to-peer-forbindelser til dronernes koordineringsfunktion.
For det andet skal nogle noder i netværket også fungere som centrale noder til dataindsamling, svarende til funktionen af trådløse sensornetværk. Derfor er det nødvendigt at understøtte trafiksammenlægning.
For det tredje kan netværket omfatte flere typer sensorer, og forskellige dataleveringsstrategier for forskellige sensorer skal garanteres effektivt.
Endelig omfatter forretningsdata billeder, lyd, video osv., som har karakteristika af stor transmissionsdatavolumen, diversificeret datastruktur og høj forsinkelsesfølsomhed, og den tilsvarende QoS skal sikres.
(5) Mobilitetsmodellens særlige karakter
Mobilitetsmodellen har en vigtig indflydelse på routingprotokollen og mobilitetsstyringen af Ad Hoc-netværk. I modsætning til den tilfældige bevægelse af MANET og bevægelsen af VANET begrænset til veje, har drone noder også deres egne unikke bevægelsesmønstre.
I nogle multi-drone-applikationer foretrækkes global stiplanlægning. I dette tilfælde er bevægelsen af droner regelmæssig. Flyvevejen for automatiserede droner er dog ikke forudbestemt, og flyveplanen kan også ændre sig under drift.
To mobilitetsmodeller til UAV'er, der udfører rekognosceringsmissioner:
Den første er entity random mobility model, som udfører probabilistiske uafhængige tilfældige bevægelser i venstresving, højresving og lige retning i henhold til en forudbestemt Markov-proces.
Den anden er den distribuerede feromonafvisende mobilitetsmodel (DPR), som styrer bevægelsen af droner i henhold til mængden af feromoner, der produceres under UAV-rekognosceringsprocessen og har pålidelige søgeegenskaber.
uav ad hoc netværk lille modul til 10 km trådløs kommunikation
IWAVEUANET radiomodul, lille størrelse (5*6 cm) og let vægt (26g) for at sikre 10 km kommunikation mellem IP MESH noder og jordkontrolstation. Flere FD-61MN uav ad hoc netværk OEM-modul, der bygger et stort kommunikationsnetværk er bygget gennem dronesværmen, og dronerne er forbundet med hinanden for at udføre de tildelte opgaver i en bestemt formation i henhold til situationen på stedet under højhastighedsbevægelser .
Indlægstid: 12-jun-2024
