[发明专利]一种基于自适应的无人机群长距离通信方法

说明书

本发明公开了一种基于自适应的无人机群长距离通信方法，包括：地面控制站确定无人机群的目标区域位置和任务飞行方向，及控制无人机向目标区域位置飞行，直至无人机群延伸到目标区域位置；选择无人机群队列中一个无人机作为中继节点，并向中继节点发送移动的指令；中继节点接收并执行命令，且监测与前置无人机的RSSI强度，当低于临界值下界时，中继节点向前置无人机方向移动；中继节点从其前置无人机获得待传输指令，并判断目标无人机是否为自身，若是则执行并反馈信息；否则向其后置无人机转发指令；当从其后置无人机获得待传输指令，直接转发指令。本发明利用中继无人机群间的多跳转发，延长对无人机群的控制距离，保证通信的稳定。

技术领域

本发明涉及一种基于自适应的无人机群长距离通信方法，属于无人机通信的技术领域。

背景技术

当前，无人机以其三维空间的探索拓展能力，被广泛地应用于野外考察、目标监控、战场作战等诸多场景中，被应用于不同领域的无人机技术和应用已吸引了众多学术界和工业界的注意，投入了大量的人力和物力。经过二十多年的发展，无人机技术已经相对成熟。目前典型的无人机应用方案，多数是通过单架飞机来完成，然而受限于单架无人机服务能力范围的局限性，很难同时服务于大规模的目标区域。例如，目标区域大面积搜索任务时，单架无人机不能有效的覆盖整个搜索区域。

近年来由于环境的复杂性和任务的多重性，近些年国外提出了多无人机共同执行任务的概念并取得了一定的研究成果，多无人机共同遂行任务的方式可以显著提高无人机效能，可以增加执行任务的成功率和抗突发事件的能力。基于上述优势，多无人机共同执行飞行任务将成为今后无人机发展的一个重要方向。当在对远距离目标执行任务时，则会受限于控制器与无人机间的信号控制范围，无法对无人机进行操作，则无人机群的控制范围则会大幅度缩小。如果使用满足远距离控制的卫星通信的方式，则要对无人机群加装卫星信号收发器，则会大大提升执行任务的成本。因此需要一种对无人机编队进行远距离通讯的方法，实现对无人机群进行长距离的飞行控制。同时，多台无人机飞行中，如何减少地面控制站的控制终端的数量也尤为必要，所以迫切需要一种不借助卫星通信方式，单控制终端通过无人机间信号传递，延伸对无人机群飞行控制的范围，实现大规模无人机群覆盖。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于自适应的无人机群长距离通信方法，解决地面控制站与无人机间的通信距离有限，在任务目标区域较大，且距离遥远的情况下，单跳控制的无人机很难实施相关任务的问题。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种基于自适应的无人机群长距离通信方法，包括以下步骤：

步骤1、地面控制站确定无人机群的目标区域位置和任务飞行方向，及控制一个无人机向目标区域位置飞行，且实时监测地面控制站与该无人机的RSSI强度，当其低于预定值时则控制该无人机悬停在当前位置并汇报至地面控制站；地面控制站将上一个已升空无人机和下一个待升空无人机确定互为前置无人机和后置无人机，并根据前置无人机的当前位置与任务飞行方向，控制将待升空无人机飞行至其前置无人机的若干距离处，同时实时监测其与前置无人机的RSSI的强度，当其值低于预定值时则控制该无人机其悬停在当前位置并汇报至地面控制站；对无人机群中剩余无人机重复上述过程，直至无人机群延伸到目标区域位置，则无人机群队列形成；

步骤2、地面控制站选择无人机群队列中一个无人机作为中继节点，并向中继节点发送移动的指令；所述中继节点接收并执行命令，且监测与前置无人机的RSSI强度，当RSSI强度低于临界值下界时，作为中继节点的无人机向前置无人机方向移动，直至监测的RSSI值不高于一个临界值上界；

步骤3、作为中继节点的无人机从其前置无人机获得待传输指令，并判断该指令的目标无人机是否为自身，若是则执行该条指令并向地面控制站发送指令成功执行的反馈信息；否则向其后置无人机转发该条指令；当中继节点从其后置无人机获得待传输指令，直接向中继节点的前置无人机转发该条指令，直至最后一个无人机将指令反馈至地面控制站。