Drone "swarm" označuje integráciu nízkonákladových malých dronov s viacnásobným užitočným zaťažením misií založených na otvorenej architektúre systému, ktorá má výhody antideštrukcie, nízkych nákladov, decentralizácie a inteligentného útoku.
S rýchlym rozvojom technológie dronov, komunikačných a sieťových technológií a zvyšujúcim sa dopytom po aplikáciách dronov v krajinách po celom svete sa sieťové aplikácie pre spoluprácu viacerých dronov a vlastné siete dronov stali novými výskumnými hotspotmi.
Aktuálny stav čínskych rojov dronov
V súčasnosti môže Čína realizovať kombináciu viacerých nosných rakiet na vypustenie 200 bezpilotných lietadiel naraz na vytvorenie formácie roja, čo výrazne podporí rýchle sformovanie bojových schopností čínskych bezpilotných rojov, ako je spolupráca v sieti, presná formácia, zmena formácie a presný úder.
V máji 2022 výskumný tím z univerzity Zhejiang v Číne vyvinul mikrointeligentnú technológiu roja dronov, ktorá umožňuje rojom dronov voľne sa pohybovať medzi zarastenými a sviežimi bambusovými lesmi. Roje dronov môžu zároveň nepretržite pozorovať a skúmať prostredie a autonómne riadiť formáciu, aby sa vyhli prekážkam a poškodeniu.
Táto technológia úspešne vyriešila sériu zložitých problémov, ako je autonómna navigácia, plánovanie tratí a inteligentné vyhýbanie sa prekážkam rojov UAV v zradných a premenlivých prostrediach. Môže byť použitý v požiaroch, púštiach, útesoch a iných prostrediach, ktoré sú pre ľudí ťažko dostupné, aby dokončili pátracie a záchranné misie.
Ako medzi sebou komunikujú lietajúce drony v Číne?
Sieť bezpilotných leteckých dopravných prostriedkov, známa aj ako sieť UAV alebo tzvbezpilotná letecká sieť ad hoc(UAANET), je založený na myšlienke, že komunikácia medzi viacerými dronmi sa úplne nespolieha na základné komunikačné zariadenia, ako sú pozemné riadiace stanice alebo satelity.
Namiesto toho sa ako sieťové uzly používajú drony. Každý uzol si môže navzájom preposielať príkazy a riadiace príkazy, vymieňať si údaje, ako je stav vnímania, zdravotný stav a zber informácií, a automaticky sa pripájať na vytvorenie bezdrôtovej mobilnej siete.
Sieť UAV ad hoc je špeciálna forma bezdrôtovej siete ad hoc. Má nielen vlastné charakteristiky multi-hopu, samoorganizácie a žiadneho centra, ale má aj svoju osobitosť. Hlavné funkcie sú uvedené takto:
(1) Vysokorýchlostný pohyb uzlov a vysoko dynamické zmeny v topológii siete
Toto je najvýznamnejší rozdiel medzi sieťami UAV ad hoc a tradičnými sieťami ad hoc. Rýchlosť UAV sa pohybuje medzi 30 a 460 km/h. Tento vysokorýchlostný pohyb spôsobí vysoko dynamické zmeny v topológii, čím ovplyvní sieťovú konektivitu a protokoly. Vážny vplyv na výkon.
Súčasne zlyhanie komunikácie platformy UAV a nestabilita priameho komunikačného spojenia spôsobí aj prerušenie spojenia a aktualizáciu topológie.
(2) Zriedkavosť uzlov a heterogenita siete
Uzly UAV sú rozptýlené vo vzduchu a vzdialenosť medzi uzlami je zvyčajne niekoľko kilometrov. Hustota uzlov v určitom vzdušnom priestore je nízka, takže sieťové pripojenie je pozoruhodný problém.
V praktických aplikáciách musia UAV tiež komunikovať s rôznymi platformami, ako sú pozemné stanice, satelity, lietadlá s posádkou a blízke vesmírne platformy. Samoorganizujúca sa sieťová štruktúra môže zahŕňať rôzne typy dronov alebo môže prijať hierarchickú distribuovanú štruktúru. V týchto prípadoch sú uzly heterogénne a celá sieť môže byť heterogénne prepojená.
(3) Silné schopnosti uzla a dočasnosť siete
Komunikačným a výpočtovým zariadeniam uzlov poskytujú priestor a energiu drony. V porovnaní s tradičnými sieťami MANET, samoorganizujúce sa siete dronov vo všeobecnosti nemusia brať do úvahy spotrebu energie uzlov a problémy s výpočtovým výkonom.
Aplikácia GPS môže poskytnúť uzlom presné informácie o polohe a čase, čo uzlom uľahčuje získavanie vlastných informácií o polohe a synchronizáciu hodín.
Funkcia plánovania trasy palubného počítača môže účinne pomôcť pri rozhodovaní o smerovaní. Väčšina aplikácií dronov sa vykonáva pre špecifické úlohy a pravidelnosť prevádzky nie je silná. V určitom vzdušnom priestore nastáva situácia, keď je hustota uzlov nízka a neistota letu veľká. Preto má sieť silnejší dočasný charakter.
(4) Jedinečnosť cieľov siete
Cieľom tradičných ad hoc sietí je vytvoriť peer-to-peer spojenia, zatiaľ čo siete samoorganizujúcich sa dronov potrebujú vytvoriť peer-to-peer spojenia pre koordinačnú funkciu dronov.
Po druhé, niektoré uzly v sieti musia tiež slúžiť ako centrálne uzly na zber údajov, podobne ako funkcie bezdrôtových senzorových sietí. Preto je potrebné podporovať agregáciu návštevnosti.
Po tretie, sieť môže obsahovať viacero typov senzorov a je potrebné efektívne zaručiť rôzne stratégie doručovania údajov pre rôzne senzory.
Napokon, obchodné údaje zahŕňajú obrázky, zvuk, video atď., ktoré majú vlastnosti veľkého objemu prenosových údajov, diverzifikovanej štruktúry údajov a vysokej citlivosti na oneskorenie, pričom je potrebné zabezpečiť zodpovedajúcu QoS.
(5) Osobitosť modelu mobility
Model mobility má dôležitý vplyv na smerovací protokol a správu mobility sietí Ad Hoc. Na rozdiel od náhodného pohybu MANET a pohybu VANET obmedzeného na cesty, uzly dronov majú tiež svoje vlastné jedinečné vzory pohybu.
V niektorých aplikáciách s viacerými dronmi sa uprednostňuje globálne plánovanie trasy. V tomto prípade je pohyb dronov pravidelný. Dráha letu automatizovaných dronov však nie je vopred určená a počas prevádzky sa môže meniť aj letový plán.
Dva modely mobility pre UAV vykonávajúce prieskumné misie:
Prvým je model náhodnej mobility entity, ktorý vykonáva pravdepodobnostne nezávislé náhodné pohyby v zákrute doľava, doprava a priamom smere podľa vopred určeného Markovovho procesu.
Druhým je distribuovaný model mobility odpudzovania feromónov (DPR), ktorý riadi pohyb dronov podľa množstva feromónov produkovaných počas prieskumného procesu UAV a má spoľahlivé vyhľadávacie charakteristiky.
uav ad hoc sieťový maličký modul pre 10 km bezdrôtovú komunikáciu
VLNAŤRádiový modul UANET, malý rozmer (5 x 6 cm) a nízka hmotnosť (26 g) na zabezpečenie 10 km komunikácie medzi uzlami IP MESH a pozemnou riadiacou stanicou. Viacnásobná uav ad hoc sieť FD-61MN OEM modul vytvárajúci veľkú komunikačnú sieť je vybudovaný cez roj dronov a drony sú navzájom prepojené, aby plnili pridelené úlohy v určitej zostave podľa situácie na mieste pri vysokorýchlostnom presune .
Čas odoslania: 12. júna 2024
