„Rój” dronów odnosi się do integracji tanich małych dronów z wieloma ładunkami misji w oparciu o otwartą architekturę systemu, która ma zalety takie jak ochrona przed zniszczeniem, niski koszt, decentralizacja i inteligentne cechy ataku.
Wraz z szybkim rozwojem technologii dronów, technologii komunikacyjnych i sieciowych oraz rosnącym zapotrzebowaniem na zastosowania dronów w krajach na całym świecie, nowe aplikacje sieciowe współpracujące z wieloma dronami i samotworzenie sieci dronów stały się nowymi gorącymi punktami badawczymi.
Obecny stan chińskich rojów dronów
Obecnie Chiny mogą zrealizować kombinację wielu pojazdów nośnych w celu wystrzelenia 200 dronów jednocześnie w celu utworzenia formacji roju, co w znacznym stopniu będzie sprzyjać szybkiemu tworzeniu zdolności bojowych chińskich rojów bezzałogowych, takich jak tworzenie sieci współpracy, precyzyjne formowanie, zmiana formacji i precyzyjne uderzenie.
W maju 2022 r. zespół badawczy z Uniwersytetu Zhejiang w Chinach opracował mikrointeligentną technologię roju dronów, która umożliwia rojom dronów swobodne przemieszczanie się wśród zarośniętych i bujnych lasów bambusowych. Jednocześnie roje dronów mogą w sposób ciągły obserwować i badać otoczenie oraz autonomicznie kontrolować formację, aby unikać przeszkód i uszkodzeń.
Technologia ta z powodzeniem rozwiązała szereg trudnych problemów, takich jak autonomiczna nawigacja, planowanie tras i inteligentne unikanie przeszkód przez roje UAV w zdradliwych i zmiennych środowiskach. Można go używać podczas pożarów, pustyń, klifów i innych środowisk, do których ludzie nie mogą dotrzeć w celu przeprowadzenia misji poszukiwawczo-ratowniczych.
W jaki sposób chińskie drony komunikują się ze sobą?
Sieć bezzałogowych statków powietrznych, zwana także siecią UAV lubbezzałogowa lotnicza sieć ad hoc(UAANET) opiera się na założeniu, że komunikacja pomiędzy wieloma dronami nie opiera się całkowicie na podstawowych urządzeniach komunikacyjnych, takich jak naziemne stacje kontroli czy satelity.
Zamiast tego drony są wykorzystywane jako węzły sieciowe. Każdy węzeł może przesyłać sobie nawzajem instrukcje dowodzenia i kontroli, wymieniać dane, takie jak stan percepcji, stan zdrowia i gromadzone dane wywiadowcze, a także automatycznie łączyć się w celu ustanowienia bezprzewodowej sieci mobilnej.
Sieć ad hoc UAV to specjalna forma bezprzewodowej sieci ad hoc. Ma nie tylko nieodłączne cechy multi-hopu, samoorganizacji i braku centrum, ale ma także swoją specyfikę. Główne funkcje są wprowadzane w następujący sposób:
(1) Szybki ruch węzłów i bardzo dynamiczne zmiany topologii sieci
Jest to najbardziej znacząca różnica pomiędzy sieciami ad hoc UAV a tradycyjnymi sieciami ad hoc. Prędkość UAV wynosi od 30 do 460 km/h. Ten szybki ruch spowoduje bardzo dynamiczne zmiany w topologii, wpływając w ten sposób na łączność sieciową i protokoły. Poważny wpływ na wydajność.
Jednocześnie awaria komunikacji platformy UAV i niestabilność łącza komunikacyjnego w zasięgu wzroku również spowodują przerwanie łącza i aktualizację topologii.
(2) Rozrzedzenie węzłów i niejednorodność sieci
Węzły UAV są rozproszone w powietrzu, a odległość między węzłami wynosi zwykle kilka kilometrów. Gęstość węzłów w określonej przestrzeni powietrznej jest niska, dlatego łączność sieciowa jest godnym uwagi problemem.
W praktycznych zastosowaniach UAV muszą także komunikować się z różnymi platformami, takimi jak stacje naziemne, satelity, załogowe statki powietrzne i platformy bliskiego kosmosu. Samoorganizująca się struktura sieci może obejmować różne typy dronów lub przyjmować hierarchiczną strukturę rozproszoną. W takich przypadkach węzły są heterogeniczne i cała sieć może być ze sobą niejednorodnie połączona.
(3) Duże możliwości węzłów i tymczasowość sieci
Urządzenia komunikacyjne i obliczeniowe węzłów zaopatrywane są w przestrzeń i energię za pomocą dronów. W porównaniu z tradycyjnym MANET, samoorganizujące się sieci dronów na ogół nie muszą uwzględniać problemów związanych ze zużyciem energii przez węzły i mocą obliczeniową.
Zastosowanie GPS może zapewnić węzłom dokładne informacje o położeniu i czasie, ułatwiając węzłom uzyskiwanie własnych informacji o lokalizacji i synchronizację zegarów.
Funkcja planowania trasy w komputerze pokładowym może skutecznie pomagać w podejmowaniu decyzji o trasie. Większość zastosowań dronów realizowana jest pod konkretne zadania, a regularność ich działania nie jest duża. W określonej przestrzeni powietrznej ma miejsce sytuacja, w której gęstość węzłów jest mała, a niepewność lotu duża. Dlatego sieć ma silniejszy tymczasowy charakter.
(4) Wyjątkowość celów sieciowych
Celem tradycyjnych sieci Ad Hoc jest ustanawianie połączeń typu peer-to-peer, podczas gdy samoorganizujące się sieci dronów muszą również ustanawiać połączenia typu peer-to-peer w celu koordynowania funkcji dronów.
Po drugie, niektóre węzły w sieci muszą również służyć jako węzły centralne do gromadzenia danych, podobnie jak w przypadku bezprzewodowych sieci czujników. Dlatego konieczne jest wspieranie agregacji ruchu.
Po trzecie, sieć może obejmować wiele typów czujników i należy skutecznie zagwarantować różne strategie dostarczania danych dla różnych czujników.
Wreszcie dane biznesowe obejmują obrazy, dźwięk, wideo itp., Które charakteryzują się dużą wolumenem transmisji danych, zróżnicowaną strukturą danych i dużą wrażliwością na opóźnienia, dlatego należy zapewnić odpowiednią jakość usług.
(5) Specyfika modelu mobilności
Model mobilności ma istotny wpływ na protokół routingu i zarządzanie mobilnością w sieciach Ad Hoc. W przeciwieństwie do losowego ruchu MANET i ruchu VANET ograniczonego do dróg, węzły dronów mają również swoje własne, unikalne wzorce ruchu.
W niektórych zastosowaniach obejmujących wiele dronów preferowane jest globalne planowanie ścieżki. W tym przypadku ruch dronów jest regularny. Jednak tor lotu zautomatyzowanych dronów nie jest z góry ustalony, a plan lotu może również ulec zmianie w trakcie pracy.
Dwa modele mobilności bezzałogowców wykonujących misje rozpoznawcze:
Pierwszy to model losowej mobilności jednostki, który wykonuje niezależne probabilistyczne ruchy losowe w skręcie w lewo, skręcie w prawo i w kierunku prostym, zgodnie z wcześniej określonym procesem Markowa.
Drugi to model rozproszonej mobilności odpychania feromonów (DPR), który kieruje ruchem dronów w zależności od ilości feromonów wytworzonych podczas procesu rozpoznania UAV i ma niezawodne charakterystyki wyszukiwania.
Mały moduł sieci ad hoc uav do komunikacji bezprzewodowej na odległość 10 km
IWAVEModuł radiowy UANET o niewielkich rozmiarach (5*6 cm) i niewielkiej wadze (26 g) zapewniający komunikację na dystansie 10 km pomiędzy węzłami IP MESH a naziemną stacją kontroli. Moduł OEM sieci ad hoc FD-61MN UAV budujący dużą sieć komunikacyjną budowany jest przez rój dronów, a drony są ze sobą połączone, aby wykonać przydzielone zadania w określonej formacji, zgodnie z sytuacją na miejscu podczas poruszania się z dużą prędkością .
Czas publikacji: 12 czerwca 2024 r
