„Roiul” de drone se referă la integrarea dronelor mici cu costuri reduse cu sarcini utile de misiuni multiple bazate pe o arhitectură de sistem deschis, care are avantajele caracteristicilor anti-distrugere, costuri reduse, descentralizare și atacuri inteligente.
Odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiei dronei, a tehnologiei de comunicare și de rețea și a cererii tot mai mari de aplicații pentru drone în țări din întreaga lume, aplicațiile de colaborare în rețea cu mai multe drone și auto-rețelele cu drone au devenit noi puncte fierbinți de cercetare.
Starea actuală a roiurilor de drone din China
În prezent, China poate realiza combinația de mai multe vehicule de lansare pentru a lansa 200 de drone în același timp pentru a forma o formațiune de roi, ceea ce va promova foarte mult formarea rapidă a capacităților de luptă ale roiurilor fără pilot din China, cum ar fi rețele colaborative, formarea precisă, schimbarea formației și lovitură de precizie.
În mai 2022, o echipă de cercetare de la Universitatea Zhejiang din China a dezvoltat o tehnologie micro-inteligentă pentru roiuri de drone, care permite roiurilor de drone să circule liber printre pădurile de bambus îngrozite și luxuriante. În același timp, roiurile de drone pot observa și explora în mod continuu mediul înconjurător și pot controla în mod autonom formația pentru a evita obstacolele și a evita deteriorarea.
Această tehnologie a rezolvat cu succes o serie de probleme dificile, cum ar fi navigarea autonomă, planificarea traseului și evitarea inteligentă a obstacolelor în cazul roiurilor de UAV în medii perfide și schimbătoare. Poate fi folosit în incendii, deșerturi, stânci și alte medii la care oamenii sunt greu de atins pentru a finaliza misiunile de căutare și salvare.
Cum comunică dronele care roiesc China între ele?
Rețeaua de vehicule aeriene fără pilot, cunoscută și sub denumirea de rețea de UAV saurețea ad-hoc aeronautică fără pilot(UAANET), se bazează pe ideea că comunicarea între mai multe drone nu se bazează complet pe facilități de comunicare de bază, cum ar fi stațiile de control la sol sau sateliții.
În schimb, dronele sunt folosite ca noduri de rețea. Fiecare nod poate transmite instrucțiuni de comandă și control unul către celălalt, poate schimba date precum starea de percepție, starea de sănătate și colectarea informațiilor și se poate conecta automat pentru a stabili o rețea mobilă fără fir.
Rețeaua ad-hoc UAV este o formă specială de rețea ad-hoc fără fir. Nu numai că are caracteristicile inerente ale multi-hop, auto-organizare și fără centru, dar are și propria sa particularitate. Principalele caracteristici sunt introduse după cum urmează:
(1) Mișcarea de mare viteză a nodurilor și schimbări extrem de dinamice în topologia rețelei
Aceasta este cea mai semnificativă diferență dintre rețelele ad-hoc UAV și rețelele ad-hoc tradiționale. Viteza UAV-urilor este între 30 și 460 km/h. Această mișcare de mare viteză va provoca schimbări extrem de dinamice în topologie, afectând astfel conectivitatea și protocoalele de rețea. Impact grav asupra performanței.
În același timp, eșecul de comunicare a platformei UAV și instabilitatea legăturii de comunicație cu linie vizuală vor cauza, de asemenea, întreruperea legăturii și actualizarea topologiei.
(2) Rarețea nodurilor și eterogenitatea rețelei
Nodurile UAV sunt împrăștiate în aer, iar distanța dintre noduri este de obicei de câțiva kilometri. Densitatea nodurilor într-un anumit spațiu aerian este scăzută, astfel încât conectivitatea la rețea este o problemă demnă de remarcat.
În aplicațiile practice, UAV-urile trebuie, de asemenea, să comunice cu diferite platforme, cum ar fi stații terestre, sateliți, avioane cu pilot și platforme spațiale din apropiere. Structura de rețea auto-organizată poate include diferite tipuri de drone sau poate adopta o structură ierarhică distribuită. În aceste cazuri, nodurile sunt eterogene și întreaga rețea poate fi interconectată eterogen.
(3) Capacități puternice ale nodurilor și temporaritatea rețelei
Dispozitivele de comunicație și de calcul ale nodurilor sunt asigurate cu spațiu și energie de către drone. În comparație cu MANET tradițional, rețelele de auto-organizare cu drone, în general, nu trebuie să ia în considerare consumul de energie al nodurilor și problemele legate de puterea de calcul.
Aplicația GPS poate oferi nodurilor informații precise privind poziționarea și sincronizarea, facilitând nodurilor să obțină propriile informații despre locație și să sincronizeze ceasurile.
Funcția de planificare a traseului a computerului de bord poate ajuta eficient deciziile de rutare. Majoritatea aplicațiilor de drone sunt efectuate pentru sarcini specifice, iar regularitatea operațiunii nu este puternică. Într-un anumit spațiu aerian, există o situație în care densitatea nodurilor este scăzută și incertitudinea de zbor este mare. Prin urmare, rețeaua are o natură temporară mai puternică.
(4) Unicitatea obiectivelor rețelei
Scopul rețelelor ad-hoc tradiționale este de a stabili conexiuni peer-to-peer, în timp ce rețelele de auto-organizare cu drone trebuie, de asemenea, să stabilească conexiuni peer-to-peer pentru funcția de coordonare a dronelor.
În al doilea rând, unele noduri din rețea trebuie să servească și ca noduri centrale pentru colectarea datelor, similar cu funcția rețelelor de senzori fără fir. Prin urmare, este necesar să se sprijine agregarea traficului.
În al treilea rând, rețeaua poate include mai multe tipuri de senzori, iar strategiile diferite de livrare a datelor pentru diferiți senzori trebuie garantate în mod eficient.
În cele din urmă, datele de afaceri includ imagini, audio, video etc., care au caracteristicile unui volum mare de date de transmisie, o structură de date diversificată și o sensibilitate ridicată la întârziere, iar QoS corespunzătoare trebuie asigurată.
(5) Particularitatea modelului de mobilitate
Modelul de mobilitate are un impact important asupra protocolului de rutare și managementului mobilității rețelelor Ad Hoc. Spre deosebire de mișcarea aleatorie a lui MANET și de mișcarea VANET limitată la drumuri, nodurile de drone au, de asemenea, propriile modele de mișcare unice.
În unele aplicații cu mai multe drone, este preferată planificarea globală a traseului. În acest caz, mișcarea dronelor este regulată. Cu toate acestea, calea de zbor a dronelor automate nu este predeterminată, iar planul de zbor se poate modifica și în timpul funcționării.
Două modele de mobilitate pentru UAV-uri care efectuează misiuni de recunoaștere:
Primul este modelul de mobilitate aleatorie a entității, care efectuează mișcări aleatoare probabilistice independente în virajul la stânga, virajul la dreapta și direcția dreaptă conform unui proces Markov predeterminat.
Al doilea este modelul de mobilitate de respingere a feromonilor distribuite (DPR), care ghidează mișcarea dronelor în funcție de cantitatea de feromoni produși în timpul procesului de recunoaștere a UAV și are caracteristici de căutare fiabile.
Modul mic de rețea ad hoc uav pentru comunicații fără fir de 10 km
UNDUModul radio UANET, dimensiuni mici (5*6 cm) și greutate redusă (26 g) pentru a asigura o comunicare de 10 km între nodurile IP MESH și stația de control de la sol. Modulul OEM de rețea ad-hoc uav FD-61MN multiplă care construiește o rețea mare de comunicații este construit prin roiul de drone, iar dronele sunt interconectate între ele pentru a finaliza sarcinile atribuite într-o anumită formație în funcție de situația de la fața locului în timpul mișcării cu viteză mare .
Ora postării: 12-jun-2024
