[發(fā)明專利]一種面向無人機集群編隊的拓撲感知路由方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011289950.2
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112469054A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 洪亮;索宏澤;陳旿;羅鵬濤;王如月;吳蔚葛
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué);中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W40/24;H04W84/08;G05D1/10
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

1.一種面向無人機集群編隊的拓撲感知路由方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：預(yù)測無人機節(jié)點鏈路存活時間；

設(shè)定無人機運動空間為三維，無人機節(jié)點i和節(jié)點j在t時刻的相對距離d_ij(t)的計算如式(1)：

其中，x_i(t)為節(jié)點i在t時刻的x方向的值，x_j(t)為節(jié)點j在t時刻的x方向的值，y_i(t)為節(jié)點i在t時刻的y方向的值，y_j(t)為節(jié)點j在t時刻的y方向的值，z_i(t)為節(jié)點i在t時刻的z方向的值，z_j(t)為節(jié)點j在t時刻的z方向的值；

t_a時刻到t_b時刻無人機節(jié)點i和節(jié)點j相對距離的變化計算如式(2)：

Δd＝d_ij(t_b)-d_ij(t_a) (2)

無人機節(jié)點i和節(jié)點j之間鏈路存活時間t_LD(i,j)預(yù)測為：

其中，R為無人機節(jié)點的一跳通信覆蓋半徑，V_min為無人機編隊飛行過程中的最小速度；

步驟2：計算無人機節(jié)點HELLO探測幀的發(fā)送周期；

節(jié)點i的HELLO探測幀的發(fā)送周期t_HI由式(4)計算得出：

t_HI＝α*t_LH,0α1 (4)

其中，neighbour(i)表示節(jié)點i的鄰居節(jié)點集合，t_LH表示節(jié)點i從與所有鄰居節(jié)點的鏈路存活時間t_LD(i,j)中找到的最小鏈路存活時間；

步驟3：假定無人機節(jié)點從當(dāng)前到目的節(jié)點有多條路徑，選擇路徑存活時間最長的路徑作為無人機節(jié)點的路由。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向無人機集群編隊的拓撲感知路由方法，其特征在于，所述步驟3中對無人機節(jié)點進行路由選擇的方法如下：

假定無人機節(jié)點從當(dāng)前到達目的節(jié)點有g(shù)個路徑，每個路徑所需的跳數(shù)分別為h₁,h₂,…,h_g；對于第k個路徑，k＝1,2,…,g，根據(jù)步驟1計算每一跳的鏈路存活時間，分別記為則第k個路徑的存活時間計算如式(5)：

計算所有路徑的存活時間t_path-1,t_path-2,…,t_path-g，找到t_path-1,t_path-2,…,t_path-g中的最大值作為無人機節(jié)點的路由選擇。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向無人機集群編隊的拓撲感知路由方法，其特征在于，所述α＝1/2。