Drone "sverm" refererer til integrasjon av rimelige små droner med flere oppdragsnyttelaster basert på en åpen systemarkitektur, som har fordelene med anti-destruksjon, lave kostnader, desentralisering og intelligente angrepsegenskaper.
Med den raske utviklingen av droneteknologi, kommunikasjons- og nettverksteknologi, og den økende etterspørselen etter droneapplikasjoner i land rundt om i verden, har multi-drone samarbeidende nettverksapplikasjoner og drone selvnettverk blitt nye forskningshotspots.
Nåværende status for Kinas dronesvermer
For øyeblikket kan Kina realisere kombinasjonen av flere utskytningskjøretøyer for å lansere 200 droner om gangen for å danne en svermformasjon, noe som i stor grad vil fremme den raske dannelsen av Kinas ubemannede svermers kampevner som samarbeidsnettverk, presis formasjon, formasjonsendring og presisjonsstøt.
I mai 2022 utviklet et forskerteam fra Zhejiang University i Kina en mikrointelligent dronesvermteknologi, som lar dronesvermer pendle fritt mellom gjengrodde og frodige bambusskoger. Samtidig kan dronesvermer kontinuerlig observere og utforske miljøet, og autonomt kontrollere formasjonen for å unngå hindringer og unngå skade.
Denne teknologien har vellykket løst en rekke vanskelige problemer som autonom navigasjon, sporplanlegging og intelligent unngåelse av hindringer for UAV-svermer i forræderske og foranderlige miljøer. Den kan brukes i branner, ørkener, klipper og andre miljøer som er vanskelige for folk å nå for å fullføre søke- og redningsoppdrag.
Hvordan kommuniserer kinesiske svermerende droner med hverandre?
Det ubemannede luftfartøynettverket, også kjent som nettverket av UAV-er ellerubemannet aeronautisk ad hoc-nettverk(UAANET), er basert på ideen om at kommunikasjonen mellom flere droner ikke er helt avhengig av grunnleggende kommunikasjonsfasiliteter som bakkekontrollstasjoner eller satellitter.
I stedet brukes droner som nettverksnoder. Hver node kan videresende kommando- og kontrollinstruksjoner til hverandre, utveksle data som persepsjonsstatus, helsestatus og intelligensinnsamling, og automatisk koble til for å etablere et trådløst mobilnettverk.
UAV ad hoc-nettverk er en spesiell form for trådløst ad hoc-nettverk. Den har ikke bare de iboende egenskapene til multi-hop, selvorganisering og ingen sentrum, men har også sin egen særpreg. Hovedfunksjonene introduseres som følger:
(1) Høyhastighets bevegelse av noder og svært dynamiske endringer i nettverkstopologi
Dette er den viktigste forskjellen mellom UAV ad hoc-nettverk og tradisjonelle ad hoc-nettverk. Hastigheten til UAV er mellom 30 og 460 km/t. Denne høyhastighetsbevegelsen vil forårsake svært dynamiske endringer i topologi, og dermed påvirke nettverkstilkobling og protokoller. Alvorlig innvirkning på ytelsen.
Samtidig vil kommunikasjonsfeilen til UAV-plattformen og ustabiliteten til siktlinjekommunikasjonskoblingen også forårsake koblingsavbrudd og topologioppdatering.
(2) Sparsomhet av noder og heterogenitet i nettverket
UAV-noder er spredt i luften, og avstanden mellom noder er vanligvis flere kilometer. Nodetettheten i et bestemt luftrom er lav, så nettverkstilkobling er et bemerkelsesverdig problem.
I praktiske applikasjoner må UAV-er også kommunisere med forskjellige plattformer som bakkestasjoner, satellitter, bemannede fly og romfartsplattformer. Den selvorganiserende nettverksstrukturen kan inkludere forskjellige typer droner eller vedta en hierarkisk distribuert struktur. I disse tilfellene er nodene heterogene og hele nettverket kan være heterogent sammenkoblet.
(3) Sterke nodefunksjoner og midlertidighet i nettverket
Kommunikasjons- og dataenhetene til nodene forsynes med plass og energi av droner. Sammenlignet med tradisjonell MANET, trenger selvorganiserende dronenettverk generelt ikke å vurdere nodeenergiforbruk og problemer med datakraft.
Bruken av GPS kan gi noder nøyaktig posisjons- og tidsinformasjon, noe som gjør det lettere for noder å få sin egen plasseringsinformasjon og synkronisere klokker.
Baneplanleggingsfunksjonen til den innebygde datamaskinen kan effektivt hjelpe rutingbeslutninger. De fleste droneapplikasjoner utføres for spesifikke oppgaver, og operasjonsregulariteten er ikke sterk. I et bestemt luftrom er det en situasjon hvor nodetettheten er lav og flyusikkerheten stor. Derfor har nettverket en sterkere midlertidig karakter.
(4) Unikhet ved nettverksmål
Målet med tradisjonelle Ad Hoc-nettverk er å etablere peer-to-peer-forbindelser, mens drone-selvorganiserende nettverk også må etablere peer-to-peer-forbindelser for koordineringsfunksjonen til droner.
For det andre må noen noder i nettverket også fungere som sentrale noder for datainnsamling, lik funksjonen til trådløse sensornettverk. Derfor er det nødvendig å støtte trafikkaggregering.
For det tredje kan nettverket inkludere flere typer sensorer, og ulike dataleveringsstrategier for ulike sensorer må garanteres effektivt.
Til slutt inkluderer forretningsdata bilder, lyd, video, etc., som har egenskapene til stort overføringsdatavolum, diversifisert datastruktur og høy forsinkelsesfølsomhet, og den tilsvarende QoS må sikres.
(5) Mobilitetsmodellens spesielle egenskaper
Mobilitetsmodellen har en viktig innvirkning på rutingprotokollen og mobilitetsadministrasjonen til Ad Hoc-nettverk. I motsetning til den tilfeldige bevegelsen til MANET og bevegelsen til VANET begrenset til veier, har drone noder også sine egne unike bevegelsesmønstre.
I noen multidroneapplikasjoner foretrekkes global baneplanlegging. I dette tilfellet er bevegelsen av droner regelmessig. Flyveien til automatiserte droner er imidlertid ikke forhåndsbestemt, og flyplanen kan også endres under drift.
To mobilitetsmodeller for UAV-er som utfører rekognoseringsoppdrag:
Den første er entitets tilfeldig mobilitetsmodell, som utfører probabilistiske uavhengige tilfeldige bevegelser i venstresving, høyresving og rett retning i henhold til en forhåndsbestemt Markov-prosess.
Den andre er den distribuerte feromonavstøtende mobilitetsmodellen (DPR), som styrer bevegelsen av droner i henhold til mengden feromoner som produseres under UAV-rekognoseringsprosessen og har pålitelige søkeegenskaper.
uav ad hoc-nettverk liten modul for 10 km trådløs kommunikasjon
IWAVEUANET radiomodul, liten størrelse (5*6 cm) og lett vekt (26g) for å sikre 10 km kommunikasjon mellom IP MESH-noder og bakkekontrollstasjon. Flere FD-61MN uav ad hoc nettverk OEM-modul bygge et stort kommunikasjonsnettverk bygges gjennom dronesvermen, og dronene er sammenkoblet med hverandre for å fullføre de tildelte oppgavene i en bestemt formasjon i henhold til situasjonen på stedet under høyhastighetsflytting .
Innleggstid: 12. juni 2024
