A drón „raj” az alacsony költségű kis drónok integrációjára utal, amelyek több küldetés hasznos teherbírásával rendelkeznek, nyílt rendszerarchitektúrára alapozva, amelynek előnyei a pusztulásgátló, alacsony költségek, decentralizáció és intelligens támadási jellemzők.
A dróntechnológia, a kommunikációs és hálózati technológia rohamos fejlődésével, valamint a drónalkalmazások iránti növekvő keresletnek köszönhetően a világ országaiban a több drónnal együttműködő hálózati alkalmazások és a drónok önhálózata új kutatási hotspotokká váltak.
A kínai drónrajok jelenlegi állapota
Jelenleg Kína megvalósíthatja több hordozórakéta kombinációját, hogy egyszerre 200 drónt indítson rajalakulat kialakítása érdekében, ami nagymértékben elősegíti a kínai pilótarajok harci képességeinek gyors kialakulását, mint például a kollaboratív hálózatépítés, a pontos formáció, a formációváltás és precíziós ütés.
2022 májusában a kínai Zhejiang Egyetem kutatócsoportja kifejlesztett egy mikrointelligens drónraj-technológiát, amely lehetővé teszi, hogy a drónrajok szabadon mozogjanak benőtt és dús bambuszerdők között. Ugyanakkor a drónrajok folyamatosan megfigyelhetik és felfedezhetik a környezetet, és autonóm módon irányíthatják a formációt, hogy elkerüljék az akadályokat és a károkat.
Ez a technológia sikeresen megoldott egy sor bonyolult problémát, mint például az autonóm navigáció, a nyomvonaltervezés és az UAV-rajok intelligens akadályelkerülése alattomos és változékony környezetben. Használható tüzekben, sivatagokban, sziklákban és más olyan környezetben, amelyet az emberek nehezen tudnak elérni a kutatási és mentési küldetések teljesítéséhez.
Hogyan kommunikálnak egymással a kínai rajzó drónok?
A pilóta nélküli légijármű-hálózat, más néven UAV-ok hálózata vagy apilóta nélküli légi ad hoc hálózat(UAANET) azon az elgondoláson alapul, hogy a több drón közötti kommunikáció nem támaszkodik teljesen az alapvető kommunikációs eszközökre, például a földi irányítóállomásokra vagy műholdakra.
Ehelyett a drónokat hálózati csomópontként használják. Mindegyik csomópont továbbíthatja egymásnak a parancs- és vezérlési utasításokat, adatokat cserélhet, például észlelési állapotot, egészségi állapotot és intelligenciagyűjtést, és automatikusan csatlakozhat vezeték nélküli mobilhálózat létrehozásához.
Az UAV ad hoc hálózat a vezeték nélküli ad hoc hálózat egy speciális formája. Nemcsak a többugrás, az önszerveződés és a központ hiányának rejlő jellemzői vannak, hanem megvan a maga sajátossága is. A főbb jellemzők a következők:
(1) A csomópontok nagy sebességű mozgása és a hálózati topológia rendkívül dinamikus változásai
Ez a legjelentősebb különbség az UAV ad hoc hálózatok és a hagyományos ad hoc hálózatok között. Az UAV-k sebessége 30 és 460 km/h között van. Ez a nagy sebességű mozgás rendkívül dinamikus változásokat fog okozni a topológiában, így hatással lesz a hálózati kapcsolatra és a protokollokra. Súlyos hatás a teljesítményre.
Ugyanakkor az UAV platform kommunikációs meghibásodása és a látótávolságú kommunikációs kapcsolat instabilitása a kapcsolat megszakadását és a topológia frissítését is okozza.
(2) A csomópontok ritkasága és a hálózat heterogenitása
Az UAV csomópontok szétszóródtak a levegőben, és a csomópontok közötti távolság általában több kilométer. A csomópontok sűrűsége egy bizonyos légtérben alacsony, ezért a hálózati kapcsolat figyelemre méltó probléma.
A gyakorlati alkalmazásokban az UAV-knak különböző platformokkal is kommunikálniuk kell, például földi állomásokkal, műholdakkal, emberes repülőgépekkel és közeli űrplatformokkal. Az önszerveződő hálózati struktúra különböző típusú drónokat tartalmazhat, vagy hierarchikusan elosztott struktúrát alkalmazhat. Ezekben az esetekben a csomópontok heterogének, és a teljes hálózat heterogén módon összekapcsolódhat.
(3) Erős csomóponti képességek és hálózati ideiglenesség
A csomópontok kommunikációs és számítástechnikai eszközeit drónok látják el térrel és energiával. A hagyományos MANET-tel összehasonlítva a drónok önszerveződő hálózatainak általában nem kell figyelembe venniük a csomóponti energiafogyasztást és a számítási teljesítményt.
A GPS alkalmazása pontos helymeghatározási és időzítési információkat biztosíthat a csomópontok számára, megkönnyítve a csomópontok számára a saját helyinformációk megszerzését és az órák szinkronizálását.
A fedélzeti számítógép útvonaltervező funkciója hatékonyan segítheti az útválasztási döntéseket. A legtöbb drónalkalmazást konkrét feladatokra hajtják végre, és a működés szabályszerűsége nem erős. Egy bizonyos légtérben van olyan helyzet, amikor a csomópontsűrűség alacsony és a repülési bizonytalanság nagy. Ezért a hálózat erősebb átmeneti jellegű.
(4) A hálózati célok egyedisége
A hagyományos Ad Hoc hálózatok célja peer-to-peer kapcsolatok kialakítása, míg a drónok önszerveződő hálózatainak peer-to-peer kapcsolatokat is kell létrehozniuk a drónok koordinációs funkciójához.
Másodszor, a hálózat egyes csomópontjainak központi csomópontként is kell szolgálniuk az adatgyűjtéshez, hasonlóan a vezeték nélküli szenzorhálózatok funkciójához. Ezért szükséges a forgalom aggregáció támogatása.
Harmadszor, a hálózat többféle érzékelőt is tartalmazhat, és a különböző érzékelők számára különböző adattovábbítási stratégiákat kell hatékonyan garantálni.
Végül az üzleti adatok közé tartoznak a képek, hangok, videók stb., amelyek nagy átviteli adatmennyiséggel, változatos adatszerkezettel és nagy késleltetési érzékenységgel rendelkeznek, és a megfelelő QoS-t biztosítani kell.
(5) A mobilitási modell sajátosságai
A mobilitási modell fontos hatással van az Ad Hoc hálózatok útválasztási protokolljára és mobilitáskezelésére. A MANET véletlenszerű mozgásától és a VANET utakra korlátozódó mozgásától eltérően a dróncsomópontoknak is megvannak a saját egyedi mozgási mintái.
Egyes több drónos alkalmazásokban a globális útvonaltervezést részesítik előnyben. Ebben az esetben a drónok mozgása szabályos. Az automatizált drónok repülési útvonala azonban nincs előre meghatározott, és működés közben a repülési terv is változhat.
Két mobilitási modell felderítő küldetést végző UAV-khoz:
Az első az entitás véletlenszerű mobilitási modellje, amely valószínűségi független véletlenszerű mozgásokat hajt végre balra, jobbra és egyenes irányban egy előre meghatározott Markov-folyamat szerint.
A második az elosztott feromon taszító mobilitási modell (DPR), amely az UAV felderítési folyamat során keletkező feromonok mennyisége szerint irányítja a drónok mozgását, és megbízható keresési jellemzőkkel rendelkezik.
uav ad hoc hálózati apró modul 10 km-es vezeték nélküli kommunikációhoz
IWAVEUANET rádiómodul, kicsi méretű (5*6 cm) és könnyű súlya (26 g), hogy 10 km-es kommunikációt biztosítson az IP MESH csomópontok és a földi vezérlőállomás között. Több FD-61MN uav ad hoc hálózati OEM modul, amely nagy kommunikációs hálózatot épít ki a drónrajon keresztül, és a drónok összekapcsolódnak egymással, hogy a nagysebességű mozgás során a helyszíni helyzetnek megfelelően bizonyos formációban hajtsák végre a rájuk rendelt feladatokat. .
Feladás időpontja: 2024. június 12
