[发明专利]一种集群无人机自组网分簇方法

说明书

本发明提供一种集群无人机自组网分簇方法，能够提高整个网络的稳定性。所述方法包括：初始化簇头，簇头向周围节点广播簇头邀请信息；按照仿鸟群的基于区域的划分方法，簇头对其周围区域进行划分，将自组织网络中的簇结构分为：簇头区、节点吸引区和节点排斥区；其中，簇头区内的节点为簇头候选节点；节点吸引区包括：网关区和成员区，网关区中的节点为簇中的网关节点，成员区中的节点是簇中的成员节点；节点排斥区中的节点包括：空闲节点和其他簇中的节点；当空闲节点在预设的第一时间段内接收到多个簇头广播的邀请信息时，根据接收到的邀请信息的信号强度来标记自身的状态，完成节点部署。本发明涉及无人机领域。

技术领域

本发明涉及无人机领域，特别是指一种集群无人机自组网分簇方法。

背景技术

近年来，移动自组织网络(mobile Ad hoe network，MANET)因为其具有自组织、多跳传输、动态拓扑、分布式控制等特点得到了学术界和工业界的广泛关注，自组织网络简称为自组网。移动自组网由能够在动态环境下创建网络拓扑的移动节点组成，这些节点可以自由移动，而无需使用任何集中控制的基础设施就能实现快速组网，因此移动自组网是自然灾害和突发事件处理中需要建立紧急通信时的理想选择。

伴随着无人机自主能力和智能化水平的不断提高，其控制方式逐步向全自主控制方向发展。单个无人机执行任务能力有限，集群无人机利用移动自组网技术可以实现无人机之间信息共享，自主协同的行动可以极大地提高执行任务的能力和效率。集群无人机自组网的节点数量多、移动速度快、拓扑变化频繁等特点对节点间的连接和路由造成挑战。平面拓扑结构不再适用其组网形式，这时可以利用分层的网络结构，提高网络整体的可扩展性和稳定性。分簇作为一种分层的网络结构是根据网络拓扑变化组织网络的有效方法之一，无需维护复杂的路由信息，适用于节点数目多、节点移动性大的场景，适用于集群无人机自组网。

现有技术中，自组网分簇方法没有统一的设计方法和设计标准，目前所提出的各种方法虽然能完成分簇，但并不是最优的方法，因此在处理大规模网络问题时不能达到理想的效果。针对集群无人机自组织网络目前更是还没有有效的分簇方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种集群无人机自组网分簇方法，以解决现有技术所存在的针对集群无人机自组织网络没有有效的分簇方法的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种集群无人机自组网分簇方法，包括：

初始化簇头，簇头向周围节点广播簇头邀请信息；

按照仿鸟群的基于区域的划分方法，簇头对其周围区域进行划分，将无人机节点组成的自组织网络中的簇结构分为：簇头区、节点吸引区和节点排斥区；其中，簇头区内的节点为簇头候选节点；节点吸引区包括：网关区和成员区，网关区中的节点为簇中的网关节点，成员区中的节点是簇中的成员节点；节点排斥区中的节点包括：空闲节点和其他簇中的节点；

当空闲节点在预设的第一时间段内接收到多个簇头广播的邀请信息时，根据接收到的邀请信息的信号强度来标记自身为簇头候选节点、成员节点、网关节点、空闲节点或簇头，实现仿鸟群的基于区域的节点部署。

进一步地，所述根据接收到的邀请信息的信号强度来标记自身为簇头候选节点、成员节点、网关节点、空闲节点或簇头包括：

空闲节点判断接收到的邀请信息中是否存在信号强度为H的邀请信息，若存在信号强度为H的邀请信息，则标记自身为簇头候选节点，并在发送信号强度为H的邀请信息的簇头中，选择簇头候选节点个数N_CH最小的一个簇头发送确认加入信息，若其中多个簇头的N_CH相同，则随机选择一个簇头发送确认加入信息，其中，H表示高水平；

若不存在信号强度为H的邀请信息但存在一个信号强度为M的邀请信息，则标记自身为成员节点，并向发送信号强度为M的这条邀请信息的簇头发送确认加入信息，其中，M表示中水平；