[發明專利]無人機集群通訊拓撲裝置、方法、計算機設備、介質及終端

在審

• 申請號: 202011307933.7
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112578809A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 楊廣龍;李振雷
• 申請（專利權）人: 一飛（海南）科技有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;H04W4/80
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標代理有限公司 12103
• 代理人: 董光仁

本發明屬于無人機通信技術領域，公開了一種無人機集群通訊拓撲裝置、方法、計算機設備、介質及終端，無人機集群通訊拓撲裝置包括地面控制站節點軟硬件系統、云平臺服務系統、無人機集群系統。本發明控制網絡節點少，無人機集群與地面控制站節點軟硬件系統點對點通訊，降低數據延遲，提升數據同步的實時性；本發明的方法無需無人機維護路由信息，地面控制站節點軟硬件系統作為指揮中心對無人機集群統一做遠程監測和管控，將維護任務轉移到運算能力強大的地面設備，減少了無人機工作及通信負擔。當存在故障信息時故障無人機只廣播故障信息，由地面控制站節點軟硬件系統完成中繼無人機的指定，實現故障機與地面控制站節點軟硬件系統信息交互。

技術領域

本發明屬于無人機通信技術領域，尤其涉及一種無人機集群通訊拓撲裝置、方法、計算機設備、介質及終端。

背景技術

目前，隨著無人機技術的發展，無人機實時狀態監控和對無人機遠程控制的技術越來越受到航空領域的重視。無人機與地面站高實時性的數據交互是航空領域的非常重要的需求。無人機集群作業在近年發展速度很快，不論各種商業無人機編隊表演、工業級無人機集群作業、軍工級無人機集群任務，無人機集群作業在各領域都愈來愈普及。同樣，無人機集群與地面站之前的數據通訊的重要性不言而喻。無人機集群與地面站通訊，受限于無人機集群中飛機數目、無線網絡帶寬壓力等因素，通訊實時性很難保證，同時還會存在集群中部分飛機與地面站是去連接的現象，成為集群作業中的技術痛點。目前的解決辦法一般是從飛控內部固化飛行程序，正在無人機與地面站失聯期間可按照預先規劃好路徑飛行，或者通過增強無線通訊網絡的方法，提升網絡帶寬，間接降低集群中飛機失聯的概率。以上方法雖能提升集群作業時通訊效果體驗，但均不能從根本上解決以上痛點問題。

現有多無人機地面控制節點網的實現方法，例如申請號為CN107943095A的專利中，采用的是多地面站控制節點機制，該方法側重于解決單一無人機地面站控制距離的局限，通過多重中繼實現對無人機的遠距離控制。但是其缺點也比較明顯：首先，該控制網絡節點多，網絡環境復雜，數據傳輸要經過多個節點，不可避免的造成數據延遲，大大降低了飛機與地面站數據同步的實時性。其次，對于無人機集群中的個體通訊異常問題沒有有效的解決辦法，仍然只能使用上面提到的舊有辦法，不能從根本上解決問題。最后，復雜的網絡環境、多節點組網機制產生的網絡冗余，造成嚴重的資源分配不均或資源浪費。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：無人機與地面站的通訊為端到端，如果有飛機連接不到地面站，地面站則無法獲取飛機相關信息以及對飛機的控制。無人機集群與地面站通訊受限于無人機集群中飛機數目、無線網絡帶寬壓力等因素，通訊實時性很難保證，同時還會存在集群中部分飛機與地面站是去連接的現象。

解決以上問題及缺陷的難度為：需要在飛機上安裝無線通訊裝置，當有飛機離線的時候，進行飛機與飛機之間的自組網通訊。

解決以上問題及缺陷的意義為：對飛機的數量增加后，解決部分飛機去鏈接現象，從而保證了飛機與地面站之間的通訊暢通。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種無人機集群通訊拓撲裝置、方法、計算機設備、介質及終端。

本發明是這樣實現的，一種無人機集群通訊拓撲裝置，所述無人機集群通訊拓撲裝置包括：

地面站控制節點系統，包括無人機集群狀態監控、遠程控制模塊；此處接收并匯總無人機狀態信息，包括給無人機發送rtcm數據，以及給無人機發送相應指令數據功能。

云平臺服務系統，搭建有自有數據統計遠程控制系統的任意云平臺，傳輸要上傳輸飛機的相關狀態與相關地面站與飛機有關的數據服務；

無人機集群系統，每個節點無人機均裝有遙測無線通訊裝置，同時每個節點無人機還裝有近場通訊裝置，通過電臺或者網絡通訊，進行數據的傳輸。無極人集群系統通過網絡通信進行數據傳輸，從而每個飛機直到周圍的飛機有哪些，如果有異常情況下，可通過遙感飛機進行數據傳輸與處理。