【技术实现步骤摘要】
一种基于信息时效性的无人机信息收集方法及装置
本专利技术涉及物联网
，特别是涉及一种基于信息时效性的无人机信息收集方法及装置。
技术介绍
近年来物联网技术得到了广泛关注和深入发展，在智能物流、智能医疗和智能工农业等领域得到了快速地应用。其中，基于物联网感知层的无线传感器网络技术是实现物联网各种功能的底层关键技术，受到专家学者的广泛重视。现有技术中，上述无线传感器网络技术所对应的无线传感器网络中包括：在地面上分布的传感器节点、无人机和基站。其中，无人机与各个传感器节点通信连接，且无人机和基站通信连接。为使得上述基站能够顺利收集到各个传感器节点采集的信息，一般通过以下方式实现信息收集：无人机根据传感器节点的位置、传感器节点所采集的信息量和预设的信息发送速度，获得使得收集到的传感器所采集信息的平均信息年龄最小的飞行轨迹；从基站出发，按照得到的飞行轨迹依次飞到各个传感器节点正上方，并使得自身处于悬停状态，收集传感器节点所采集的信息。在无人机飞回基站后，向基站发送所收集到的信息，进而完成信息收集。其中，上述飞行轨迹用于表征无人机飞过各个传感器节点的顺序。然而，由于传感...
【技术保护点】
1.一种基于信息时效性的无人机信息收集方法，其特征在于，应用于无线传感器网络中的无人机，所述方法包括：利用传感器节点的位置和无人机的初始飞行速度，获得满足预设约束条件且使得收集到的传感器节点所采集信息的平均信息年龄最小的飞行轨迹和飞行状态；其中，所述飞行轨迹用于表征所述无人机飞过各个传感器节点的顺序，所述飞行状态包括：所述无人机收集各个传感器节点所采集信息时的状态，所述预设约束条件包括以下条件：所述无人机的飞行速度处于预设的飞行速度区间；针对每一传感器节点，所述无人机收集到信息的信息量大于或等于传感器节点所采集信息的信息量、传感器节点发送信息所消耗的能量小于或等于传感器节点...
【技术特征摘要】
1.一种基于信息时效性的无人机信息收集方法，其特征在于，应用于无线传感器网络中的无人机，所述方法包括：利用传感器节点的位置和无人机的初始飞行速度，获得满足预设约束条件且使得收集到的传感器节点所采集信息的平均信息年龄最小的飞行轨迹和飞行状态；其中，所述飞行轨迹用于表征所述无人机飞过各个传感器节点的顺序，所述飞行状态包括：所述无人机收集各个传感器节点所采集信息时的状态，所述预设约束条件包括以下条件：所述无人机的飞行速度处于预设的飞行速度区间；针对每一传感器节点，所述无人机收集到信息的信息量大于或等于传感器节点所采集信息的信息量、传感器节点发送信息所消耗的能量小于或等于传感器节点自身所拥有的能量；按照所述飞行轨迹，依次飞行至各个传感器节点的位置，并以所述飞行状态中记录的状态收集每一传感器节点采集的信息；在飞回基站后，向所述基站发送收集到的信息。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用传感器节点的位置和无人机的初始飞行速度，获得满足预设约束条件且使得收集到的传感器节点所采集信息的平均信息年龄最小的飞行轨迹和飞行状态，包括：以传感器节点的位置和无人机的初始飞行速度为参数，按照以下表达式，获得满足预设约束条件且使得收集到的传感器节点所采集信息的平均信息年龄最小的飞行轨迹和飞行状态：vmin≤vi≤vmax；0≤xi≤yi≤di,i+1；其中，为平均信息年龄，M为传感器节点的数量，Ai为第i个传感器节点的信息年龄，i为传感器节点的序号，tk,k+1为无人机从开始收集第k个传感器节点所采集信息至收集完第k+1个传感器节点所采集信息使用的时间，xi为无人机开始收集第i个传感器节点所采集信息时的水平位置，yi为为无人机停止收集第i个传感器节点所采集信息时的水平位置，di,i+1为无人机从第i个传感器节点飞行至第i+1个传感器节点的飞行距离，Ii和Ki为表示无人机在收集第i个传感器节点所采集信息时状态的分量，为无人机以悬停状态h收集第i个传感器节点所采集信息的信息量；为无人机以纯飞行状态f收集第i个传感器节点所采集信息的信息量；为无人机以混合状态r收集第i个传感器节点所采集的信息量；Bi为第i个传感器节点所采集信息的信息量；为第i个传感器节点向处于悬停状态h的无人机发送信息消耗的能量；为第i个传感器节点向处于纯飞行状态f的无人机发送信息所消耗的能量；Ei为第i个传感器节点所拥有的能量；vmin为无人机最小的飞行速度；vi为无人机在收集第i个传感器节点所采集信息时的飞行速度，vmax为无人机最大的飞行速度。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用传感器节点的位置和无人机的初始飞行速度，获得满足预设约束条件且使得收集到的传感器节点所采集信息的平均信息年龄最小的飞行轨迹和飞行状态，包括：获得随机设定的初始飞行轨迹；利用传感器节点的位置、无人机的初始飞行速度和所述初始飞行轨迹，获得满足预设约束条件且使得收集到的传感器节点所采集信息的平均信息年龄最小的飞行状态；利用传感器节点的位置、无人机的初始飞行速度和所述飞行状态，获得满足预设约束条件且使得收集到的传感器节点所采集信息的平均信息年龄最小的飞行轨迹。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用传感器节点的位置、无人机的初始飞行速度和所述初始飞行轨迹，获得满足预设约束条件且使得收集到的传感器节点所采集信息的平均信息年龄最小的飞行状态，包括：以传感器节点的位置、无人机的初始飞行速度和所述初始飞行轨迹为参数，按照以下表达式，获得满足预设约束条件且使得收集到的传感器节点所采集信息的平均信息年龄最小的飞行状态：其中，为无人机在飞行状态和混合状态下的年龄增量；为无人机在混合状态下的年龄增量；为无人机在飞行状态下的年龄增量。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用传感器节点的位置、无人机的初始飞行速度和所述飞行状态，获得满足预设约束条件且使得收集到的传感器节点所采集信息的平均信息年龄最小的飞行轨迹，包括：以传感器节点的位置、无人机的初始飞行速度和所述飞行状态为参数，按照以下表达式，获得满足预设约束条件且使得收集到的传感器节点所采集信息的平均信息年龄最小的飞行轨迹：其中，A(si)表示收集第i个传感器节点所采集信息时所使用的信息年龄增量，A(si-1)表示收集第i+1个传感器节点所采集信息时所使用的信息年龄增量，表示无人机从第i个传感器节点飞行至第i...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦晓琦，袁永琼，贾泽坤，张治，宋婧，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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