应急救援任务下的无人机集群拓扑重构方法技术

技术编号:43984805 阅读:19 留言:0更新日期:2025-01-10 20:08
本发明专利技术涉及一种应急救援任务下的无人机集群拓扑重构方法,属于无人机通信技术领域,解决了现有拓扑重构后通信效率低的问题。包括构建并训练拓扑重构网络,拓扑重构网络包括全局混合网络以及与各无人机对应的局部混合网络和代理网络;代理网络接收对应无人机各时刻的局部状态信息输出各时刻动作的动作函数值,局部混合网络接收对应无人机的动作函数值输出局部联合动作值,全局混合网络接收所有无人机的局部联合动作值输出集群联合动作值;当无人机发生故障时,获取未受损无人机的局部状态信息与各自上一时刻动作,传入对应训练好的代理网络中,按ε‑贪婪策略选择对应的动作进行拓扑重构。实现了通信效率高的拓扑重构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人机通信,尤其涉及一种应急救援任务下的无人机集群拓扑重构方法


技术介绍

1、随着无人机技术的快速发展,无人机由于其适应能力强、成本低、配置灵活的特点,在农业植保、快递运输以及灾难救援等领域得到广泛应用。塌陷、火灾、地震等灾害事故发生时,首要的任务就是获取灾情信息,运用无人机建立临时通信网络,为后续救援提供信息支撑。然而由于复杂恶劣的灾后环境,无人机节点常常失效。不仅会影响应急救援区域的通信质量,还会将网络分割成多个不连通的分区,影响网络中节点之间数据交换,甚至导致网络瘫痪,严重影响了整个无人机集群间的协同能力。

2、当无人机中继网络因节点失效而瘫痪时,应当进行拓扑重构。通过调整无人机位置,合理优化无人机到地面站的网络拓扑,为每架无人机规划一条到地面站的信息传输路径,使网络具有更高的性能的同时恢复连通性,减少无人机节点失效对无人机协同工作的影响。考虑到无人机动态拓扑造成的解空间规模大、解情况复杂且众多等问题,传统的启发式算法求解困难,因此寻找合适的解决方法值得密切关注。

3、现有的拓扑重构问题,主要集中在无线传感器领本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种应急救援任务下的无人机集群拓扑重构方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的应急救援任务下的无人机集群拓扑重构方法,其特征在于,所述代理网络根据无人机的动作被划分为移动子代理网络和传输子代理网络,分别用于选择无人机的移动方向和数据包下一跳传输节点;所述移动方向包括:向东、向南、向西、向北和悬停,所述数据包下一跳传输节点是无人机通信范围内的邻居节点。

3.根据权利要求2所述的应急救援任务下的无人机集群拓扑重构方法,其特征在于,所述移动子代理网络和传输子代理网络输出两个动作函数值,同时传入对应的无人机的局部混合网络中,输出无人机的局部联合动作值...

【技术特征摘要】

1.一种应急救援任务下的无人机集群拓扑重构方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的应急救援任务下的无人机集群拓扑重构方法,其特征在于,所述代理网络根据无人机的动作被划分为移动子代理网络和传输子代理网络,分别用于选择无人机的移动方向和数据包下一跳传输节点;所述移动方向包括:向东、向南、向西、向北和悬停,所述数据包下一跳传输节点是无人机通信范围内的邻居节点。

3.根据权利要求2所述的应急救援任务下的无人机集群拓扑重构方法,其特征在于,所述移动子代理网络和传输子代理网络输出两个动作函数值,同时传入对应的无人机的局部混合网络中,输出无人机的局部联合动作值;局部混合网络的网络参数是由以无人机的局部状态信息作为输入的超网络产生。

4.根据权利要求1所述的应急救援任务下的无人机集群拓扑重构方法,其特征在于,所述全局混合网络的网络参数是由以无人机集群的全局状态信息作为输入的超网络产生。

5.根据权利要求2所述的应急救援任务下的无人机集群拓扑重构方法,其特征在于,各无人机的移动子代理网络和传输子代理网络均具有相同的奖励函数,用于计算各无人机执行动作后获得的奖励值;所述奖励值包括:数据包传输奖励值、约束条件奖励值、重构代价奖励值和传输结束奖励值。

6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员:李宇萌张靖滨王涛杨政智郭通杜文博
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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