【技术实现步骤摘要】
一种基于无线紫外光通信的蜂群无人机编队分簇路由方法
本专利技术属于光电信息
,具体涉及一种基于无线紫外光通信的蜂群无人机编队分簇路由方法。
技术介绍
近年来,无人机相关的新兴产业迎来了一个高速发展时期,不仅在情报侦察、军事打击、信息对抗等军用领域大显身手,在航拍、航测、电力线巡逻、森林防火、海洋监测、农业植保等民用领域的应用也日益广泛。由于单个无人机计算、探测和作业能力有限,使用多无人机协同编队飞行其相对单无人机在复杂环境适应性、载荷量、探测视野、多任务执行等方面呈现出巨大优势,能充分提高无人机执行任务的能力。无人机通信网络具有自组织特点,在实际飞行中的强电磁干扰、复杂大气环境和无线电静默等情况会破坏编队通信网络的完整性。无线紫外光通信具有抗电磁干扰能力强、背景噪声小、低窃听率、低位辨率、全天候非直视通信、低功耗、易于机载等特点,将无线紫外光通信技术应用于无人机通信网络,能够为无人机编队在复杂环境中提供机间可靠隐秘通信。移动AdHoc网络具有无中心、多跳传输、抗毁性强、可快速展开的特点,是集群无人机网络首选的通信模式。在无人机集群自组网中,路由协议的作用是为任意有通信需求的无人机节点建立有效的通信路径。但随着无人机集群规模的扩大,最初的平面结构路由算法会占用本来就少的带宽资源,造成多余的路由开销,降低集群作战的效能。在无人机集群组网中,节点的高速移动会造成网络拓扑结构更新频繁,使网络管理变得更加复杂。分簇能够增大网络容量,实现空间资源的复用,是优化网络管理的有效手段之一。专利技术 ...
【技术保护点】
1.一种基于无线紫外光通信的蜂群无人机编队分簇路由方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:/n步骤1,簇构成阶段,利用改进的最小ID算法对无人机网络进行分簇;/n步骤2,簇的维护;/n步骤3,路由算法,具体为:/n步骤3.1,利用蚁群算法进行簇内路由发现;/n步骤3.2,釆用洪泛方式进行簇间路由发现。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于无线紫外光通信的蜂群无人机编队分簇路由方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:
步骤1,簇构成阶段,利用改进的最小ID算法对无人机网络进行分簇;
步骤2,簇的维护;
步骤3,路由算法,具体为:
步骤3.1,利用蚁群算法进行簇内路由发现;
步骤3.2,釆用洪泛方式进行簇间路由发现。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线紫外光通信的蜂群无人机编队分簇路由方法,其特征在于,所述步骤1中,具体为:
步骤1.1,初始化无人机网络,为每个无人机节点分配唯一的ID号,应用最小ID算法为网络分簇,选出簇首;
步骤1.2,各个无人机节点通过搭载紫外LED阵列周期性地广播HELLO消息来获取邻居节点的信息,消息中包括节点的ID号、位置、速度、节点剩余能量以及节点权值,节点权值Wi如公式(1)所示,无人机节点接收到邻居发现消息后,提取相关信息,建立邻节点信息表;
其中,α1、α2、α3为权值系数,Ei为无人机节点i的能量,Di为无人机节点i的节点度;
为无人机节点i的逻辑通信链路路径损耗均值,如式(2)所示;
L为紫外光非直视通信的路径损耗,如式(3)所示;
L=ξrα(3);
r为通信距离,ξ为路径损耗因子,α为路径损耗指数;
步骤1.3,各个无人机节点将自己的权值Wi发送给自己的簇首,簇首收到本群所有的Wi值后,将这些值按照递减的顺序重新进行排序,并重新分配ID号,把最小的ID号分配给具有最大Wi值的节点,最大ID号分配给具有最小Wi值的节点;若多个无人机节点的Wi值相同,则簇首将ID号随机分给一个节点,然后依次发送新的ID号给其成员节点;
步骤1.4,成员节点更新ID号,然后调用最小ID算法进行重新分簇。
3.根据权利要求2所述的一种基于无线紫外光通信的蜂群无人机编队分簇路由方法,其特征在于,所述步骤2中,具体为:
步骤2.1,新节点的增加;当一个新节点想加入一个分簇时,通过收到簇首广播的HELLO消息计算自己的权值Wi,然后在此分簇内根据步骤1重新进行簇首选举;
步骤2.2,簇内节点的删除,当簇内的无人机节点收不到簇头传播的HELLO消息或者簇头节点收不到该节点周期性广播的HELLO消息,则此节点已经不在簇头的通信范围之内,该节点的消息将从簇内删除;
步骤2.3,簇头的更换;当簇头收不到带有簇内成员信息的HELLO消息或者簇头退出网络时;簇内成员恢复到初始状态,按照步骤1重新进行簇头的选举。
4.根据权利要求3所述的一种基于无线紫外光通信的蜂群无人机编队分簇路由方法,其特征在于,所述步骤3.1,具体为:
步骤3.1.1...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵太飞,程敏花,张海军,张爽,薛蓉莉,
申请(专利权)人:西安理工大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。