[發明專利]一種無人機網絡連通修復方法

有效

• 申請號: 202011353961.2
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112564766B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 解志斌;盧曉艷;徐檜;翁智輝;劉民東
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種無人機連通修復方法，適用于不在一個連通范圍內的無人機組需要進行數據交換或者部分無人機失去連通的情況，采用構建連通路徑的方法，綜合考慮任意相鄰無人機間的通信距離、需要部署的無人機數量以及備用無人機移動的距離，提出一種新的無人機連通修復方法，達到最小化無人機連通修復能耗目的。本發明將無人機分為任務無人機和備用無人機，任務無人機執行系統任務，依靠備用無人機進行連通路徑構建，本發明降低連通路徑總能耗最小達到是構建的連通路徑生命周期最大化的目的，以此提高連通系統的整體生命周期。

技術領域

本發明涉及一種無人機網絡連通修復方法，尤其涉及一種無人機機組部署在不可聯通范圍內或者失去連通的情況，通過構建連通路徑，達到再連通的無人機網絡連通修復方法。

背景技術

隨著無人機的應用的迅猛增長，無人機的連通路徑的修復成為無人機中一個重要的問題，原有的無人機都限制在可部署的連通區域范圍內，不能超出連通范圍，因此提出利用備用無人機進行連通路徑構建，可以解決無人機機組之間的失聯問題，從而達到無人機機組之間的再連通，無人機研究主要分為可連通范圍內連通性保持和不可連通范圍內的連通路徑構建及規劃這兩個方面；這兩個方面中都包含無人機的續航問題、集群路徑規劃以及無人機部署問題，無人機研究的這三個問題都是相互關聯的，通過確定路徑規劃和無人機的部署，最終達到需要的最低能耗問題，以此達到續航時間的最大化。無人機連通修復主要是從不可連通范圍情況下，通過構建最優部署路徑達到連通修復的總能耗最小化，達到延長無人機續航時間的目的。

目前考慮的無人機連通性問題大多數是在連通范圍內的連通性保持，沒有考慮到不在一個連通范圍內的無人機需要進行數據交換或者部分無人機失去連通的情況，不在連通范圍內的無人機需要構建一條連通路徑，將兩個不同連通區域的無人機連通起來。

中國專利CN108983825A公開了一種無人機時變編隊的跟蹤方法，該方法提出了一種跟蹤方法，用以實現無人機的防碰撞和連通性保持，在該方法中跟隨無人機和被跟隨無人機均處于可連通范圍內，只需要保持連通。《IEEE Journal on Selected Areas inCommunications》第36卷第9期《Energy-Efficient UAV Control for Effective andFair Communication Coverage:A Deep Reinforcement Learning Approach》和《IEEEAccess》2019年的第7期《A Two-Step Environment-Learning-Based Method for OptimalUAV Deployment》分別都為了保持連通性和降低能耗的目的提出了新方法。這些方法都局限于連通范圍內的研究，就實際情況而言，肯定存在失去連通的情況。

發明內容

發明目的；本發明所述的一種無人機網絡連通修復方法，保證失聯的無人機機組之間能夠在能耗最小的情況下達到再連通的效果，本發明中無人機分為任務無人機和備用無人機，其中任務無人機執行系統任務。通過綜合考慮任意相鄰備用無人機間通信距離、所部署備用無人機數量以及備用無人機所需要移動的距離，選擇最優備用無人機數量進行構建連通路徑，使得無人機機組之間能夠再連通。本發明以最小化連通修復能耗為目標來到達延長無人機機組整體生命周期的目的。

技術方案：為實現上述目的，本發明所述的無人機連通修復方法，包括無人機組A和無人機組B，所述無人機組中包含m個任務無人機和n個備用無人機(n＜m)，其中各個無人機組中都包括任務無人機和備用無人機；所述無人機連通修復方法包括以下步驟：