"Bầy đàn" Drone đề cập đến sự tích hợp của các máy bay không người lái nhỏ giá rẻ với nhiều trọng tải nhiệm vụ dựa trên kiến trúc hệ thống mở, có ưu điểm là chống phá hủy, chi phí thấp, phân cấp và đặc điểm tấn công thông minh.
Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ máy bay không người lái, công nghệ mạng và truyền thông cũng như nhu cầu ngày càng tăng về các ứng dụng máy bay không người lái ở các nước trên thế giới, các ứng dụng mạng hợp tác đa máy bay không người lái và tự kết nối máy bay không người lái đã trở thành điểm nóng nghiên cứu mới.
Tình trạng hiện tại của đàn máy bay không người lái Trung Quốc
Hiện tại, Trung Quốc có thể hiện thực hóa sự kết hợp của nhiều phương tiện phóng để phóng 200 máy bay không người lái cùng lúc để tạo thành đội hình bầy đàn, điều này sẽ thúc đẩy đáng kể sự hình thành nhanh chóng các khả năng chiến đấu của bầy đàn không người lái của Trung Quốc như mạng lưới hợp tác, đội hình chính xác, thay đổi đội hình và đòn tấn công chính xác.
Vào tháng 5 năm 2022, một nhóm nghiên cứu từ Đại học Chiết Giang ở Trung Quốc đã phát triển công nghệ bầy máy bay không người lái thông minh vi mô, cho phép các đàn máy bay không người lái di chuyển tự do giữa những khu rừng tre tươi tốt và mọc um tùm. Đồng thời, bầy máy bay không người lái có thể liên tục quan sát và khám phá môi trường, đồng thời tự động điều khiển đội hình để tránh chướng ngại vật và tránh thiệt hại.
Công nghệ này đã giải quyết thành công một loạt vấn đề khó khăn như điều hướng tự động, lập kế hoạch theo dõi và tránh chướng ngại vật thông minh của đàn UAV trong môi trường nguy hiểm và hay thay đổi. Nó có thể được sử dụng trong các đám cháy, sa mạc, vách đá và các môi trường khác mà con người khó tiếp cận để hoàn thành nhiệm vụ tìm kiếm và cứu hộ.
Máy bay không người lái tràn ngập của Trung Quốc liên lạc với nhau như thế nào?
Mạng máy bay không người lái hay còn gọi là mạng máy bay không người lái hoặc mạng máy bay không người láimạng ad hoc hàng không không người lái(UAANET), dựa trên ý tưởng rằng việc liên lạc giữa nhiều máy bay không người lái không hoàn toàn dựa vào các phương tiện liên lạc cơ bản như trạm điều khiển mặt đất hoặc vệ tinh.
Thay vào đó, máy bay không người lái được sử dụng làm nút mạng. Mỗi nút có thể chuyển tiếp lệnh và hướng dẫn điều khiển cho nhau, trao đổi dữ liệu như trạng thái nhận thức, trạng thái sức khỏe và thu thập thông tin tình báo, đồng thời tự động kết nối để thiết lập mạng di động không dây.
Mạng ad hoc UAV là một dạng đặc biệt của mạng ad hoc không dây. Nó không chỉ có đặc điểm vốn có là đa bước nhảy, tự tổ chức, không có trung tâm mà còn có nét đặc thù riêng. Các tính năng chính được giới thiệu như sau:
(1) Chuyển động tốc độ cao của các nút và những thay đổi rất năng động trong cấu trúc liên kết mạng
Đây là điểm khác biệt đáng kể nhất giữa mạng ad hoc UAV và mạng ad hoc truyền thống. Tốc độ của UAV là từ 30 đến 460 km/h. Chuyển động tốc độ cao này sẽ gây ra những thay đổi rất năng động trong cấu trúc liên kết, do đó ảnh hưởng đến kết nối và giao thức mạng. Ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất.
Đồng thời, lỗi liên lạc của nền tảng UAV và sự không ổn định của liên kết liên lạc tầm nhìn cũng sẽ gây ra gián đoạn liên kết và cập nhật cấu trúc liên kết.
(2) Sự thưa thớt của các nút và tính không đồng nhất của mạng
Các nút UAV nằm rải rác trong không khí và khoảng cách giữa các nút thường là vài km. Mật độ nút trong một vùng trời nhất định thấp nên kết nối mạng là một vấn đề cần lưu ý.
Trong các ứng dụng thực tế, UAV cũng cần liên lạc với các nền tảng khác nhau như trạm mặt đất, vệ tinh, máy bay có người lái và các nền tảng không gian gần. Cấu trúc mạng tự tổ chức có thể bao gồm các loại máy bay không người lái khác nhau hoặc áp dụng cấu trúc phân tán có thứ bậc. Trong những trường hợp này, các nút không đồng nhất và toàn bộ mạng có thể được kết nối với nhau không đồng nhất.
(3) Khả năng nút mạnh và tính tạm thời của mạng
Các thiết bị liên lạc và tính toán của các nút được cung cấp không gian và năng lượng bằng máy bay không người lái. So với MANET truyền thống, mạng tự tổ chức máy bay không người lái thường không cần xem xét các vấn đề về mức tiêu thụ năng lượng của nút và năng lượng tính toán.
Ứng dụng GPS có thể cung cấp cho các nút thông tin định vị và thời gian chính xác, giúp các nút có được thông tin vị trí của riêng mình và đồng bộ hóa đồng hồ dễ dàng hơn.
Chức năng lập kế hoạch đường đi của máy tính trên bo mạch có thể hỗ trợ hiệu quả các quyết định định tuyến. Hầu hết các ứng dụng của máy bay không người lái đều được thực hiện cho các nhiệm vụ cụ thể và tần suất hoạt động không mạnh. Trong một vùng trời nhất định, có tình huống mật độ nút thấp và độ không chắc chắn của chuyến bay lớn. Do đó, mạng có tính chất tạm thời mạnh mẽ hơn.
(4) Tính duy nhất của mục tiêu mạng
Mục tiêu của mạng Ad Hoc truyền thống là thiết lập kết nối ngang hàng, trong khi mạng tự tổ chức của máy bay không người lái cũng cần thiết lập kết nối ngang hàng cho chức năng phối hợp của máy bay không người lái.
Thứ hai, một số nút trong mạng cũng cần đóng vai trò là nút trung tâm để thu thập dữ liệu, tương tự như chức năng của mạng cảm biến không dây. Vì vậy, việc hỗ trợ tổng hợp lưu lượng là cần thiết.
Thứ ba, mạng có thể bao gồm nhiều loại cảm biến và các chiến lược phân phối dữ liệu khác nhau cho các cảm biến khác nhau cần được đảm bảo hiệu quả.
Cuối cùng, dữ liệu kinh doanh bao gồm hình ảnh, âm thanh, video, v.v., có đặc điểm là khối lượng dữ liệu truyền lớn, cấu trúc dữ liệu đa dạng, độ nhạy độ trễ cao và cần phải đảm bảo QoS tương ứng.
(5) Tính đặc thù của mô hình di động
Mô hình di động có tác động quan trọng đến giao thức định tuyến và quản lý di động của mạng Ad Hoc. Không giống như chuyển động ngẫu nhiên của MANET và chuyển động của VANET bị giới hạn trên đường, các nút drone cũng có kiểu chuyển động độc đáo của riêng chúng.
Trong một số ứng dụng đa máy bay không người lái, việc lập kế hoạch đường đi toàn cầu được ưu tiên hơn. Trong trường hợp này, sự di chuyển của máy bay không người lái là thường xuyên. Tuy nhiên, đường bay của máy bay không người lái tự động không được xác định trước và kế hoạch bay cũng có thể thay đổi trong quá trình hoạt động.
Hai mô hình cơ động cho UAV thực hiện nhiệm vụ trinh sát:
Đầu tiên là mô hình di chuyển ngẫu nhiên thực thể, thực hiện các chuyển động ngẫu nhiên độc lập theo xác suất theo các hướng rẽ trái, rẽ phải và hướng thẳng theo quy trình Markov định trước.
Thứ hai là mô hình di chuyển đẩy lùi pheromone phân tán (DPR), hướng dẫn chuyển động của máy bay không người lái theo lượng pheromone được tạo ra trong quá trình trinh sát UAV và có các đặc tính tìm kiếm đáng tin cậy.
uav ad hoc mạng mô-đun nhỏ để liên lạc không dây 10km
IWAVEMô-đun vô tuyến UANET, kích thước nhỏ (5 * 6cm) và trọng lượng nhẹ (26g) để đảm bảo liên lạc 10km giữa các nút IP MESH và trạm điều khiển mặt đất. Nhiều mô-đun OEM mạng ad hoc FD-61MN uav xây dựng một mạng liên lạc lớn được xây dựng thông qua đàn máy bay không người lái và các máy bay không người lái được kết nối với nhau để hoàn thành các nhiệm vụ được giao trong một đội hình nhất định tùy theo tình huống tại chỗ khi di chuyển tốc độ cao .
Thời gian đăng: 12-06-2024
