CN112468246B - 无人机集群通信组网***及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无人机集群通信组网***及控制方法，包括：控制管理器、WIFI基站和无人机集群，WIFI基站至少包括两个WIFI设备，每个WIFI设备设置有转动定向天线；所述WIFI设备由一个控制管理器同时控制，实现统一管理。本发明无人机集群通信组网***，利用WIFI基站搭配定向天线，结合信道监测分配技术，实现无人机集群的稳定通信；解决无人机集群组网的距离和带宽问题；实现无人机真正的双向通信，实时获取无人机信息，实现对无人机的闭环稳定控制。

Description

无人机集群通信组网***及控制方法
技术领域
本发明涉及一种无人机控制方法，具体的说，是涉及一种无人机集群通信组网***。
背景技术
无人机近年来不断发展，各项技术已经基本成熟，已经在军事和民用领域发挥越来越重要的作用。随着对无人机作业智能化和多任务的要求提高，无人机从单机作业发展到集群作业，对通信组网的要求越来越高，数据传输量大幅增加，频谱资源的利用也出现瓶颈，这些都会导致无人机集群***性能下降。
无人机集群比较典型的应用之一，在编队无人机表演领域，已经有上千架次的飞行表演需求，如此庞大的机群数量，传统的组网方式很难实现稳定通信。
目前，无人机机群常用通信组网的方式有电台、WIFI、4G、Zigbee、NB-IoT等。这些常规集群组网方式的两大痛点是带宽和距离：带宽窄引入的问题是带机量少，无法实现大数量的组网；距离短也无法满足作业要求，以编队表演场景来看，集群通信距离至少需要满足500m以上需求。
现阶段大多数编队表演无人机采用电台通信，在距离上满足要求，但是只能实现单方向电台广播定位数据，无法真正实现组网，获取飞机信息，实现闭环稳定控制。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种利用WIFI基站搭配定向天线，结合信道监测分配技术，实现无人机集群的远距离、大数量稳定通信的无人机集群通信组网***。
本发明所采取的技术方案是：
一种无人机集群通信组网***，包括：控制管理器、WIFI基站和无人机集群，WIFI基站至少包括两个WIFI设备，每个WIFI设备设置有转动定向天线；所述WIFI设备由一个控制管理器同时控制，实现统一管理。
所述控制管理器通过WIFI设备检测环境WIFI信号状态，识别出干扰信道和可用信道；
基于检测到的环境信道，控制管理器为WIFI接入设备统一分配信道；
控制管理器实时监测无人机WIFI连接状态。
无人机WIFI连接状态设置连接信号强度阈值，信号强度低于阈值后自动切换最优WIFI接入设备。
基于无人机路径规划以及无人机返回位置信息，自动调整定向天线指向角度。
无人机断连WIFI的无人机达到设定值，无人机启动重连机制。
一种无人机集群通信组网***的控制方法，包括如下步骤：
步骤1、WIFI基站扫描环境WIFI信号状态，识别出干扰信道和可用信道；
步骤2、控制管理器为所有WIFI接入设备自动分配信道；
步骤3、无人机连接WIFI基站，实时上报WIFI状态；
步骤4、判断WIFI信号强度是否满足阈值要求，满足要求，执行步骤5，飞机起飞；无法满足要求，执行步骤6；
步骤5、飞机起飞；
步骤6、控制管理器注销飞机，启动无人机重连，返回步骤4；
步骤7、基于无人机飞行路径和返回位置信息，定向天线自动调整指向角度。
本发明相对现有技术的有益效果：
本发明无人机集群通信组网***，利用WIFI基站搭配定向天线，结合信道监测分配技术，实现无人机集群的稳定通信；解决无人机集群组网的距离和带宽问题；实现无人机真正的双向通信，实时获取无人机信息，实现对无人机的闭环稳定控制。
附图说明
图1是无人机集群通信组网***的WIFI基站组成示意图；
图2是无人机集群通信组网***的无人机集群通信组网***流程图。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：
附图1-2可知，一种无人机集群通信组网***，包括：控制管理器、WIFI基站和无人机集群，WIFI基站至少包括两个WIFI设备，每个WIFI设备设置有转动定向天线；所述WIFI设备由一个控制管理器同时控制，实现统一管理。
所述控制管理器通过WIFI设备检测环境WIFI信号状态，识别出干扰信道和可用信道；
基于检测到的环境信道，控制管理器为WIFI接入设备统一分配信道；
控制管理器实时监测无人机WIFI连接状态。
无人机WIFI连接状态设置连接信号强度阈值，信号强度低于阈值后自动切换最优WIFI接入设备。
基于无人机路径规划以及无人机返回位置信息，自动调整定向天线指向角度。
无人机断连WIFI的无人机达到设定值，无人机启动重连机制。
一种无人机集群通信组网***的控制方法，包括如下步骤：
步骤1、WIFI基站扫描环境WIFI信号状态，识别出干扰信道和可用信道；
步骤2、控制管理器为所有WIFI接入设备自动分配信道；
步骤3、无人机连接WIFI基站，实时上报WIFI状态；
步骤4、判断WIFI信号强度是否满足阈值要求，满足要求，执行步骤5，飞机起飞；无法满足要求，执行步骤6；
步骤5、飞机起飞；
步骤6、控制管理器注销飞机，启动无人机重连，返回步骤4；
步骤7、基于无人机飞行路径和返回位置信息，定向天线自动调整指向角度。
定向天线调整角度的通用方式是使用可转动的天线支撑架，天线支撑架设置有步进电机，步进电机接收无线指令后旋转，带动定向天线自由转动。
本发明无人机集群通信组网***，利用WIFI基站搭配定向天线，结合信道监测分配技术，实现无人机集群的稳定通信；解决无人机集群组网的距离和带宽问题；实现无人机真正的双向通信，实时获取无人机信息，实现对无人机的闭环稳定控制。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。

Claims (5)

1.一种无人机集群通信组网***，包括：控制管理器、WIFI基站和无人机集群，WIFI基站至少包括两个WIFI设备，其特征在于：每个WIFI设备设置有转动定向天线；所述WIFI设备由一个控制管理器同时控制，实现统一管理；
所述控制管理器通过WIFI设备检测环境WIFI信号状态，识别出干扰信道和可用信道；
基于检测到的环境信道，控制管理器为WIFI接入设备统一分配信道；
控制管理器实时监测无人机WIFI连接状态。
2.根据权利要求1所述无人机集群通信组网***，其特征在于：
无人机WIFI连接状态设置连接信号强度阈值，信号强度低于阈值后自动切换最优WIFI接入设备。
3.根据权利要求1所述无人机集群通信组网***，其特征在于：
基于无人机路径规划以及无人机返回位置信息，自动调整定向天线指向角度。
4.根据权利要求1所述无人机集群通信组网***，其特征在于：
无人机断连WIFI的无人机达到设定值，无人机启动重连机制。
5.根据权利要求1至4任意一项所述无人机集群通信组网***的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、WIFI基站扫描环境WIFI信号状态，识别出干扰信道和可用信道；
步骤2、控制管理器为所有WIFI接入设备自动分配信道；
步骤3、无人机连接WIFI基站，实时上报WIFI状态；
步骤4、判断WIFI信号强度是否满足阈值要求，满足要求，执行步骤5，飞机起飞；无法满足要求，执行步骤6；
步骤5、飞机起飞；
步骤6、控制管理器注销飞机，启动无人机重连，返回步骤4；
步骤7、基于无人机飞行路径和返回位置信息，定向天线自动调整指向角度。
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