[发明专利]无人机集群通讯拓扑装置、方法、计算机设备、介质及终端

说明书

本发明属于无人机通信技术领域，公开了一种无人机集群通讯拓扑装置、方法、计算机设备、介质及终端，无人机集群通讯拓扑装置包括地面控制站节点软硬件系统、云平台服务系统、无人机集群系统。本发明控制网络节点少，无人机集群与地面控制站节点软硬件系统点对点通讯，降低数据延迟，提升数据同步的实时性；本发明的方法无需无人机维护路由信息，地面控制站节点软硬件系统作为指挥中心对无人机集群统一做远程监测和管控，将维护任务转移到运算能力强大的地面设备，减少了无人机工作及通信负担。当存在故障信息时故障无人机只广播故障信息，由地面控制站节点软硬件系统完成中继无人机的指定，实现故障机与地面控制站节点软硬件系统信息交互。

技术领域

本发明属于无人机通信技术领域，尤其涉及一种无人机集群通讯拓扑装置、方法、计算机设备、介质及终端。

背景技术

目前，随着无人机技术的发展，无人机实时状态监控和对无人机远程控制的技术越来越受到航空领域的重视。无人机与地面站高实时性的数据交互是航空领域的非常重要的需求。无人机集群作业在近年发展速度很快，不论各种商业无人机编队表演、工业级无人机集群作业、军工级无人机集群任务，无人机集群作业在各领域都愈来愈普及。同样，无人机集群与地面站之前的数据通讯的重要性不言而喻。无人机集群与地面站通讯，受限于无人机集群中飞机数目、无线网络带宽压力等因素，通讯实时性很难保证，同时还会存在集群中部分飞机与地面站是去连接的现象，成为集群作业中的技术痛点。目前的解决办法一般是从飞控内部固化飞行程序，正在无人机与地面站失联期间可按照预先规划好路径飞行，或者通过增强无线通讯网络的方法，提升网络带宽，间接降低集群中飞机失联的概率。以上方法虽能提升集群作业时通讯效果体验，但均不能从根本上解决以上痛点问题。

现有多无人机地面控制节点网的实现方法，例如申请号为CN107943095A的专利中，采用的是多地面站控制节点机制，该方法侧重于解决单一无人机地面站控制距离的局限，通过多重中继实现对无人机的远距离控制。但是其缺点也比较明显：首先，该控制网络节点多，网络环境复杂，数据传输要经过多个节点，不可避免的造成数据延迟，大大降低了飞机与地面站数据同步的实时性。其次，对于无人机集群中的个体通讯异常问题没有有效的解决办法，仍然只能使用上面提到的旧有办法，不能从根本上解决问题。最后，复杂的网络环境、多节点组网机制产生的网络冗余，造成严重的资源分配不均或资源浪费。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：无人机与地面站的通讯为端到端，如果有飞机连接不到地面站，地面站则无法获取飞机相关信息以及对飞机的控制。无人机集群与地面站通讯受限于无人机集群中飞机数目、无线网络带宽压力等因素，通讯实时性很难保证，同时还会存在集群中部分飞机与地面站是去连接的现象。

解决以上问题及缺陷的难度为：需要在飞机上安装无线通讯装置，当有飞机离线的时候，进行飞机与飞机之间的自组网通讯。

解决以上问题及缺陷的意义为：对飞机的数量增加后，解决部分飞机去链接现象，从而保证了飞机与地面站之间的通讯畅通。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种无人机集群通讯拓扑装置、方法、计算机设备、介质及终端。

本发明是这样实现的，一种无人机集群通讯拓扑装置，所述无人机集群通讯拓扑装置包括：

地面站控制节点系统，包括无人机集群状态监控、远程控制模块；此处接收并汇总无人机状态信息，包括给无人机发送rtcm数据，以及给无人机发送相应指令数据功能。

云平台服务系统，搭建有自有数据统计远程控制系统的任意云平台，传输要上传输飞机的相关状态与相关地面站与飞机有关的数据服务；

无人机集群系统，每个节点无人机均装有遥测无线通讯装置，同时每个节点无人机还装有近场通讯装置，通过电台或者网络通讯，进行数据的传输。无极人集群系统通过网络通信进行数据传输，从而每个飞机直到周围的飞机有哪些，如果有异常情况下，可通过遥感飞机进行数据传输与处理。