[发明专利]一种异构无人集群通信资源虚拟化方法及系统

说明书

本发明提供了一种异构无人集群通信资源虚拟化方法及系统，包括：为无人集群内执行指定任务的无人平台设置通信域；在无人集群内执行指定任务的无人平台的虚拟通信通道中选择与所述通信域匹配的虚拟通信通道；基于所述与所述通信域匹配的虚拟通信通道对无人集群内执行指定任务的无人平台进行通信；本发明提供的技术方案方便了异构群体内平台间的相互连通和信息传递。

技术领域

本发明涉及无人集群通信领域，具体涉及一种异构无人集群通信资源虚拟化方法及系统。

背景技术

近年来，机器人技术发展迅速，各种类型无人平台(例如无人机、无人车、无人艇等)吸引了越来越多的关注，在诸如无人农业、安防巡逻、快递运输等行业逐渐得到切实应用。由于平台类型及其所搭载的设备的不同，无人平台间呈现出异构性。单个无人平台受其自身性能约束，使其执行任务的能力受到限制。多异构无人平台组成群体，相互协调配合，将大大提高任务完成效率。如何协调异构无人平台更好的完成复杂群体任务是当前无人系统应用技术研究热点之一。

为实现群体任务高效协同，群体内异构平台间有效而充分的信息传递与共享必不可少；而为实现信息传递与共享，需对集群通信资源进行有效管理。异构群体内的通信资源管理以及信息传递与共享具有如下特点：通信设备的不同及通信方式的差异为通信资源管理带来困难，需对其进行适当的抽象和虚拟化；无人平台类型的差异及所携带的通信设备的不同给异构群体内平台间的相互连通和信息传递带来困难；群体内的通信资源往往是有限且宝贵的，除了从源头上尽量减少应用数据的发送之外，还应在应用层对信息的转发及传递过程进行适当控制，以减轻通信网络压力；群体内所需传递和共享的信息大部分与平台所执行的任务或者与其所在的任务群体紧密相关，任务群体可能在集群任务执行过程中动态产生，大部分的信息共享应从逻辑上即限制在任务群体内部，如此既可降低通信量又可减少不同任务群体间的相互干扰。当前常见的群体通信解决方案及信息传递机制未能充分考虑通信设备和通信方式的异构性且难以有效应对上述问题与困难。

发明内容

为解决现有技术中存在的因通信设备的不同及通信方式的差异给异构群体内平台间的相互连通和信息传递带来困难的问题，并且为方便多个任务群体中各平台相互通信，本发明提供了一种异构无人集群通信资源虚拟化方法，包括：

为无人集群内执行指定任务的无人平台设置通信域；

在无人集群内执行指定任务的无人平台的虚拟通信通道中选择与所述通信域匹配的虚拟通信通道；

基于所述与所述通信域匹配的虚拟通信通道对无人集群内执行指定任务的无人平台进行通信。

优选的，所述在无人集群内执行指定任务的无人平台的虚拟通信通道中选择与所述通信域匹配的虚拟通信通道，包括：

将通信域内的所有虚拟通信通道建模为无向加权图，采用Prim算法或Kruskal算法求解所述无向加权图的最小生成树，并将所述最小生成树所包含的虚拟通信通道作为与所述通信域匹配的虚拟通信通道。

优选的，所述将通信域内的所有虚拟通信通道建模为无向加权图，包括：

将通信域内的无人平台作为节点，无人平台包含的虚拟通信通道作为无人平台对应节点内的子节点，无人平台对应节点内的各子节点相互连通；

当两节点内的两子节点为相同的虚拟通信通道且满足预设的通信数据传递约束条件时，两节点内的两子节点间存在边；

当两节点内的两子节点间存在边时，基于所述两节点内的两子节点对应的虚拟通信通道是否被占用为两子节点间的边设置权值。

优选的，所述虚拟通信通道由通信设备、通信方式、特征属性、占用情况和读/写接口统一抽象和封装而成。

优选的，所述预设的通信数据传递约束条件包括：带宽需求和传递速率需求。