[發明專利]無人機網絡的多址邊緣計算系統

在審

• 申請號: 202210210643.3
• 申請日: 2022-03-04
• 公開（公告）號: CN114760605A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 陳誠斌;陳思凡;舒鵬;陳柏合;劉海容;許莉;向進;賴梓燁;黃興
• 申請（專利權）人: 福云智控（廈門）智能科技有限公司
• 主分類號: H04W4/30
• 分類號: H04W4/30;H04W8/08;H04W8/14;H04W76/10;H04W76/25
• 代理公司: 深圳泛航知識產權代理事務所(普通合伙) 44867
• 代理人: 鄧愛軍

本發明公開了無人機網絡的多址邊緣計算系統，包括無人機、地面站、停機坪、與MEC設備參數相同的計算機和MEC裝置，所述MEC裝置均勻分布在各個位置，所述計算機配備有接收來自無人機的數據的通信設備，所述地面站GS配備了有比無人機搭載的嵌入式處理器更強大的數據處理能力的計算邊緣設備，所述無人機通常攜帶有可見光攝像機、通信中繼器和發射器，所述無人機搭載的攝像機采集圖像通過圖像傳輸模塊傳輸到所有能夠接收數據的設備，所述MEC裝置通過基于感知和發送協議的分布式選擇和發送協議進行多任務切換；本發明通過設計的選擇和發送協議，選擇合適的GS作為邊緣計算設備，提高了數據處理效率。

技術領域

本發明屬于無人機技術領域，具體涉及無人機網絡的多址邊緣計算系統。

背景技術

隨著4G低成本物聯網技術的發展和5G超可靠低時延傳輸的引入，移動蜂窩向垂直領域的擴展仍在繼續。第六代移動網絡(6G)的應用將更加廣泛和深入，無人機(UAV)將在6G通信網絡系統中發揮重要作用。它可用作高空自主操作終端吊艙，而且在無人環境下可自主控制的自給式無人機需要下一代無人機網絡。此外，還應該有一個適當的策略來有效地處理無人機執行任務時產生的大量數據流。隨著無人機控制和自主飛行技術的逐步成熟，無人機以其機動性高、易于控制、通信實時性好、視野開闊等特點，廣泛應用于電力檢測、貨物運輸、交通管制等軍事和民用領域。同時，無人機的使用在很多情況下可以提供高數據傳輸速率的無線通信。

現有的無人機在使用時由于無人機與地面傳感器之間距離較遠，造成通信干擾和傳輸質量下降的不利影響仍然無法完全消除，它會導致感知數據的時滯，甚至導致數據丟失的問題，為此我們提出無人機網絡的多址邊緣計算系統。

發明內容

本發明的目的在于提供無人機網絡的多址邊緣計算系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

無人機網絡的多址邊緣計算系統，包括無人機、地面站、停機坪、與MEC設備參數相同的計算機和MEC裝置，所述MEC裝置均勻分布在各個位置，所述計算機配備有接收來自無人機的數據的通信設備，所述地面站GS配備了有比無人機搭載的嵌入式處理器更強大的數據處理能力的計算邊緣設備，所述無人機通常攜帶有可見光攝像機、通信中繼器和發射器，所述無人機搭載的攝像機采集圖像通過圖像傳輸模塊傳輸到所有能夠接收數據的設備，所述MEC裝置通過基于感知和發送協議的分布式選擇和發送協議進行多任務切換。

優選的，所述通信設備的信道帶寬為8MHz，頻帶為750MHz，所述無人機是采用550飛行平臺自制的四旋翼無人機，配備攝像頭、圖像傳輸模塊和RTK定位模塊。

優選的，所述GS通信包括無人機通信、衛星通信和互聯網通信，無人機通信包括射頻設備的圖像傳輸和文本傳輸，衛星通信設備包括全球導航衛星系統。

優選的，所述無人機感知數據且數據被傳送到連接的GS進行處理，處理過程包括三個階段：數據感知、邊緣處理和數據選擇。

優選的，所述數據感知為無人機從機身的傳感設備獲取感知數據，邊緣處理為機載計算平臺和地面傳感器分別對感知數據進行處理，所述邊緣處理通過分布式選擇發送協議傳輸感知數據，所述數據返回為GSs處理后的數據按原始時間戳順序發回無人機，無人機可以根據時間戳對接收到的數據進行排序和處理。

優選的，所述分布式選擇發送協議具體如下：終端UAV在執行任務時定期向所有GSs廣播連接請求消息。連接請求消息包含請求編號、處理感知數據所需的計算能力估計值和UAV編號；