[发明专利]基于最小树形图的无人机编队通信拓扑的获取方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无人机通信技术领域，尤其涉及一种基于最小树形图的无人机编队通信拓扑的获取方法及系统。

背景技术

在起飞巡航阶段，所有无人机(UAV)通常通过点对点的通信链接(communication links)进行信息交互，以形成一定的编队队形(formation shape或者formation geometry)，并保持此编队队形继续朝目标区域飞行。其中所使用的通信链接被称为UAV编队的通信拓扑(communication topology)、信息交互拓扑(information exchange topology)或者连接拓扑(connection topology)，它们只是UAV之间所有可用的通信链接集合中的一部分。因为通信距离的不同，通信拓扑中的通信链接通常具有不同的通信代价并会消耗UAV相应的电池电量或燃料。此外，每架UAV可用的电池电量或燃料又是有限的。因此，如何通过优化无人机编队通信拓扑，降低UVA电池的电量或燃料的消耗成为了亟需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种基于最小树形图的无人机编队通信拓扑的获取方法及系统，保证了编队保持过程中整体的通信代价最小。

第一方面，本发明提供了一种基于最小树形图的无人机编队通信拓扑的获取方法，包括：

根据预设编队的队形构建编队通信图；

计算所述编队通信图的最小树形图；

判断所述最小树形图的根节点所属的无人机能否作为编队领航者，根据判断结果，获取最优通信拓扑。

可选的，所述根据判断结果，获取最优通信拓扑，包括：

在所述最小树形图的根节点所属的无人机能作为编队领航者时，将所述最小树形图作为所述最优通信拓扑。

可选的，所述根据判断结果，获取最优通信拓扑，包括：

在所述最小树形图的根节点所属的无人机不能作为编队领航者时，在所述最小树形图中选取目标节点，所述目标节点所属的无人机能作为编队领航者；

将所述最小树形图中的目标节点和所述最小树形图的根节点进行交换，获取优化后的通信拓扑。

可选的，所述根据预设编队的队形构建编队通信图，包括：

将所述预设编队中的无人机进行通信链接，构建编队通信图。

可选的，所述计算所述编队通信图的最小树形图，包括：

通过Edmonds算法计算所述编队通信图的最小树形图。

第二方面，本发明还提供了一种基于最小树形图的无人机编队通信拓扑的获取系统，包括：

编队通信图构建模块，用于根据预设编队的队形构建编队通信图；

最小树形图计算模块，用于计算所述编队通信图的最小树形图；

判断模块，用于判断所述最小树形图的根节点所属的无人机能否作为编队领航者；

获取模块，用于根据判断结果，获取最优通信拓扑。

可选的，所述获取模块，用于：

在所述最小树形图的根节点所属的无人机能够作为编队领航者时，将所述最小树形图作为所述最优通信拓扑。

可选的，所述获取模块，进一步用于：

在所述最小树形图的根节点所属的无人机不能作为编队领航者时，在所述最小树形图中选取目标节点，所述目标节点所属的无人机能作为编队领航者；

将所述最小树形图中的目标节点和所述最小树形图的根节点进行交换，获取优化后的通信拓扑。

可选的，所述编队通信图构建模块，用于：

将所述预设编队中的无人机进行通信链接，构建编队通信图。

可选的，所述最小树形图计算模块，用于：

通过Edmonds算法计算所述编队通信图的最小树形图。

由上述技术方案可知，本发明提供一种基于最小树形图的无人机编队通信拓扑的获取方法及系统，根据预设编队的队形构建编队通信图，并通过计算编队通信图的最小树形图，再判断所述最小树形图的根节点所属的无人机能否作为编队领航者，根据判断结果，获取最优通信拓扑，保证了编队保持过程中整体的通信代价最小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的基于最小树形图的无人机编队通信拓扑的获取方法的流程示意图；