[发明专利]一种分布式无人机集群网络安全通信的实现方法

说明书

本发明涉及无人机集群通信技术领域，公开了一种分布式无人机集群网络安全通信的实现方法，通过分布式无人机集群中各个协同无人机自主决策，信息通量小、机动性高，各个协同无人机之间通过认证机制认证后与其他协同无人机建立通信，向其他协同无人机发出行动任务或编队集结请求，获得半数及以上的接受任务的回复则行动请求被批准，未参与决策和不接受行动请求的协同无人机则作为学习者，从任一接受行动请求的协同无人机学习达成一致的任务请求或编队集结请求，使得无人机集群中的所有协同无人机编队执行目标任务，保证无人机集群的一致性，同时可以保证个无人机之间的安全通信，有效防止黑客入侵无人机集群改变无人机集群的目标任务。

技术领域

本发明涉及无人机集群通信技术领域，具体涉及一种分布式无人机集群网络安全通信的实现方法。

背景技术

多无人机集群在民用领域和军事战略中起着越来越重要的作用，能够完成包括火灾监测、搜索救援、侦查追踪和执行歼灭等多种任务。信息化条件下的多无人机集群飞行环境呈现出高度动态性、深度不确定性等特点，为了完成任务的目标，有时需要重新形成阵型，进行任务规划。

分布式无人机集群中各无人机具有一定的自主能力和智力水平，具备独立计算、分析和决策能力，并通过数据共享能够使多无人机协同任务并充分发挥多无人机优势，无人机集群的分布式控制决策模式更利于不确定性环境下海量决策信息的交换与共享。分布式无人机集群是一种去中心化的全局上各协作体等同的分层、局部集中的结构，这种结构既提高了协调效率，又不影响无人机集群的实时性、动态性、容错性。

在一个分布式无人机集群中，为保证行动任务的有效执行，需要无人机集群保持一致性；但在无人机集群执行任务过程中，某些无人机往往容易受到黑客的入侵和干扰，信息传递的不准确，导致行动任务无法完成。

发明内容

基于以上问题，本发明提供一种分布式无人机集群网络安全通信的实现方法，通过分布式无人机集群中各个协同无人机自主决策，信息通量小、机动性高，各个协同无人机之间通过认证机制认证后与其他协同无人机建立通信，向其他协同无人机发出行动任务或编队集结请求，获得半数及以上的接受任务的回复则行动请求被批准，未参与决策和不接受行动请求的协同无人机则作为学习者，从接受行动请求的协同无人机学习达成一致的任务请求或编队集结请求，使得无人机集群中的所有协同无人机编队执行目标任务，保证无人机集群的一致性，同时可以保证个无人机之间的安全通信，有效防止黑客入侵无人机集群改变无人机集群的目标任务。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种分布式无人机集群网络安全通信的实现方法，无人机集群包括多个利用自身传感器感知环境信息并自主决策的协同无人机，地面基站向无人机集群发送目标任务，单个无人机N发现任务目标后，向集群中的其他协同无人机发送行动请求或编队集结请求，其他协同无人机自主决策是否接请求，具体过程包括如下步骤：

A1、无人机N提出行动请求或编队集结请求，其他协同无人机接收到请求后参与决策，并回应无人机N的请求；

A2、无人机N收到其他协同无人机的回复信息，若获得半数及以上的接受任务的回复，则该请求被批准，此时未参与决策和不接受行动请求的协同无人机则作为学习者，从任一接受行动请求的协同无人机学习达成一致的任务请求或编队集结请求，无人机集群中的所有协同无人机编队执行目标任务；否则行动或编队集结取消，各个协同无人机按照地面站的目标任务自主飞行；

每个协同无人机均搭载认证服务器，认证服务器内置无人机集群中所有无人机的用户名数据库，用于两个无人机之间进行信息传递过程中向对方的认证服务器发出身份认证请求；具体认证机制包括如下步骤：

B1、无人机N需要向无人机M发送信息前，无人机N向无人机M发送认证请求要求进行身份认证，无人机M的认证服务器从用户名数据库中查询无人机N用户是否是合法的用户，若不是，则不进行任何处理；若是，认证服务器内部产生一个随机数，发送给无人机N；