Drone "swarm" odnosi se na integraciju jeftinih malih bespilotnih letjelica s višestrukim korisnim opterećenjem na temelju otvorene arhitekture sustava, koja ima prednosti protiv uništenja, niske cijene, decentralizacije i inteligentnih karakteristika napada.
S brzim razvojem tehnologije bespilotnih letjelica, komunikacijske i mrežne tehnologije te sve većom potražnjom za aplikacijama bespilotnih letjelica u zemljama diljem svijeta, suradničke mrežne aplikacije za više bespilotnih letjelica i samoumrežavanje bespilotnih letjelica postale su nove žarišne točke istraživanja.
Trenutačni status kineskih rojeva dronova
Kina trenutačno može realizirati kombinaciju više lansirnih vozila za lansiranje 200 dronova odjednom kako bi se formirala formacija rojeva, što će uvelike promicati brzo formiranje borbenih sposobnosti kineskih bespilotnih rojeva kao što su suradničko umrežavanje, precizna formacija, promjena formacije i precizni udar.
U svibnju 2022. istraživački tim sa Sveučilišta Zhejiang u Kini razvio je mikrointeligentnu tehnologiju rojeva bespilotnih letjelica, koja omogućuje rojevima bespilotnih letjelica da se slobodno kreću među zaraslim i bujnim šumama bambusa. U isto vrijeme, rojevi dronova mogu kontinuirano promatrati i istraživati okoliš, te autonomno kontrolirati formaciju kako bi izbjegli prepreke i izbjegla oštećenja.
Ova je tehnologija uspješno riješila niz teških problema kao što su autonomna navigacija, planiranje staze i inteligentno izbjegavanje prepreka rojeva UAV-a u opasnim i promjenjivim okruženjima. Može se koristiti u požarima, pustinjama, liticama i drugim okruženjima koja su teško dostupna ljudima kako bi dovršili misije potrage i spašavanja.
Kako kineski rojni dronovi međusobno komuniciraju?
Mreža bespilotnih letjelica, također poznata kao mreža UAV-ova ilibespilotna zrakoplovna ad hoc mreža(UAANET), temelji se na ideji da se komunikacija između više dronova ne oslanja u potpunosti na osnovne komunikacijske objekte kao što su zemaljske kontrolne stanice ili sateliti.
Umjesto toga, dronovi se koriste kao mrežni čvorovi. Svaki čvor može međusobno prosljeđivati upute za naredbu i kontrolu, razmjenjivati podatke poput statusa percepcije, zdravstvenog statusa i prikupljanja obavještajnih podataka te se automatski povezati radi uspostavljanja bežične mobilne mreže.
UAV ad hoc mreža je poseban oblik bežične ad hoc mreže. Ne samo da ima inherentne karakteristike višestrukih skokova, samoorganizacije i nepostojanja središta, već ima i vlastitu posebnost. Glavne značajke predstavljene su kako slijedi:
(1) Kretanje čvorova velikom brzinom i vrlo dinamične promjene u topologiji mreže
Ovo je najznačajnija razlika između UAV ad hoc mreža i tradicionalnih ad hoc mreža. Brzina bespilotnih letjelica je između 30 i 460 km/h. Ovo kretanje velikom brzinom uzrokovat će vrlo dinamične promjene u topologiji, utječući tako na mrežnu povezanost i protokole. Ozbiljan utjecaj na performanse.
U isto vrijeme, komunikacijski kvar platforme UAV-a i nestabilnost komunikacijske veze linije vidljivosti također će uzrokovati prekid veze i ažuriranje topologije.
(2) Rijetkost čvorova i heterogenost mreže
UAV čvorovi su razbacani u zraku, a udaljenost između čvorova je obično nekoliko kilometara. Gustoća čvorova u određenom zračnom prostoru je niska, pa je mrežna povezanost problem vrijedan pažnje.
U praktičnim primjenama, bespilotne letjelice također moraju komunicirati s različitim platformama kao što su zemaljske stanice, sateliti, letjelice s ljudskom posadom i platforme u blizini svemira. Samoorganizirajuća mrežna struktura može uključivati različite vrste dronova ili usvojiti hijerarhijsku distribuiranu strukturu. U tim slučajevima, čvorovi su heterogeni i cijela mreža može biti heterogeno međusobno povezana.
(3) Jake mogućnosti čvorova i privremenost mreže
Komunikacijskim i računalnim uređajima čvorova prostor i energiju osiguravaju dronovi. U usporedbi s tradicionalnim MANET-om, samoorganizirajuće mreže dronova općenito ne moraju uzeti u obzir potrošnju energije čvorova i probleme s računalnom snagom.
Primjena GPS-a može čvorovima pružiti točne informacije o pozicioniranju i vremenu, olakšavajući čvorovima dobivanje vlastitih informacija o lokaciji i sinkronizaciju satova.
Funkcija planiranja putanje ugrađenog računala može učinkovito pomoći u donošenju odluka o ruti. Većina primjena drona provodi se za specifične zadatke, a redovitost rada nije velika. U određenom zračnom prostoru postoji situacija u kojoj je gustoća čvorova niska, a nesigurnost leta velika. Stoga mreža ima jaču privremenu prirodu.
(4) Jedinstvenost mrežnih ciljeva
Cilj tradicionalnih Ad Hoc mreža je uspostaviti peer-to-peer veze, dok samoorganizirajuće mreže dronova također trebaju uspostaviti peer-to-peer veze za koordinacijsku funkciju dronova.
Drugo, neki čvorovi u mreži također trebaju služiti kao središnji čvorovi za prikupljanje podataka, slično funkciji bežičnih senzorskih mreža. Stoga je potrebno podržati agregaciju prometa.
Treće, mreža može uključivati više vrsta senzora, a različite strategije isporuke podataka za različite senzore moraju biti učinkovito zajamčene.
Konačno, poslovni podaci uključuju slike, audio, video, itd., koji imaju karakteristike velikog volumena prijenosa podataka, raznoliku strukturu podataka i visoku osjetljivost na kašnjenje, a potrebno je osigurati odgovarajući QoS.
(5) Posebnost modela mobilnosti
Model mobilnosti ima važan utjecaj na protokol usmjeravanja i upravljanje mobilnošću ad hoc mreža. Za razliku od nasumičnog kretanja MANET-a i kretanja VANET-a ograničenog na ceste, čvorovi dronova također imaju svoje jedinstvene obrasce kretanja.
U nekim aplikacijama s više dronova preferira se globalno planiranje putanje. U ovom slučaju kretanje trutova je redovito. Međutim, putanja leta automatiziranih bespilotnih letjelica nije unaprijed određena, a plan leta također se može promijeniti tijekom rada.
Dva modela mobilnosti za bespilotne letjelice koje izvode izviđačke misije:
Prvi je model nasumične mobilnosti entiteta, koji izvodi probabilističke neovisne nasumične pokrete u lijevom skretanju, desnom skretanju i ravnom smjeru prema unaprijed određenom Markovljevom procesu.
Drugi je distribuirani model mobilnosti odbijanja feromona (DPR), koji vodi kretanje dronova u skladu s količinom feromona proizvedenih tijekom procesa izviđanja UAV-a i ima pouzdane karakteristike pretraživanja.
uav ad hoc mrežni sićušni modul za 10 km bežične komunikacije
IWAVEUANET radijski modul, male veličine (5*6 cm) i male težine (26 g) za osiguranje komunikacije od 10 km između IP MESH čvorova i zemaljske kontrolne stanice. Višestruka FD-61MN bespilotna ad hoc mreža OEM modul koji gradi veliku komunikacijsku mrežu kroz roj dronova, a dronovi su međusobno povezani kako bi dovršili dodijeljene zadatke u određenoj formaciji prema situaciji na licu mjesta tijekom kretanja velikom brzinom .
Vrijeme objave: 12. lipnja 2024
