CN107817814B - 一种无人机群、无人机群的切换方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机群，包括：主无人机，用于作为通信接入点与外界进行通信，并通过自组网通信方式发送任务指令至从无人机；所述从无人机，用于通过自组网通信方式接收所述任务指令，并根据所述任务指令执行相应的任务。如此可以实现远距离控制无人机群，而不必受限于任务区域的环境，以及控制中心与无人机群的控制范围，能够更灵活的控制无人机群，从而节约了资源和成本。相应的，本发明公开的一种无人机群的切换方法及装置，也同样具有上述技术效果。

Description

一种无人机群、无人机群的切换方法及装置

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，更具体地说，涉及一种无人机群、无人机群的切换方法及装置。

背景技术

随着计算机技术以及互联网技术的发展，无人机的研究也逐渐发展改进，无人机具有低成本、机动灵活、维护简便、使用安全等优势，被广泛应用于通信中继、灾害监测、农药喷洒、交通管制等方面，甚至在军用侦察、攻击等方面也有涉足。

目前，为了增加无人机的作业量和探测范围，可以将多个无人机组成一个无人机群，以应对广阔的任务区域和单个无人机故障后无法完成任务的不利因素。但是，现有的无人机群控制多是以地面控制台为中心，控制无人机群中的各个无人机，以各无人机为节点，组成了的星状的控制模式。这种情况下，当无人机与地面控制台之间的数据通信中断时，将直接导致任务的失败，甚至会有坠机的危险。如若为了进行远距离的任务执行，可以为每个无人机配备SIM卡，如此一来，将大大增加了无人机群的成本，造成资源浪费。并且，现有的无人机群在编队形成后固定不变，不利于无人机资源的合理利用以及调度。

因此，如何合理利用无人机资源，扩大无人机群的作业量和探测范围，是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机群、无人机群的切换方法及装置，以实现合理利用无人机资源，扩大无人机群的作业量和探测范围。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种无人机群，包括：

主无人机，用于作为通信接入点与外界进行通信，并通过自组网通信方式发送任务指令至从无人机；

所述从无人机，用于通过自组网通信方式接收所述任务指令，并根据所述任务指令执行相应的任务。

其中，还包括：

地面控制台，用于发送所述任务指令至所述主无人机，以使所述主无人机通过自组网通信方式发送所述任务指令至所述从无人机。

其中，所述地面控制台具体用于：

通过GPRS通信方式发送所述任务指令至所述主无人机，以使所述主无人机通过自组网通信方式发送所述任务指令至所述从无人机。

其中，所述主无人机还用于：

作为切换节点控制所述从无人机脱离当前主无人机，并连接至目的主无人机。

一种无人机群的切换方法，所述方法应用于上述任意一种无人机群，包括：

确定切换机群的目标从无人机；

判断所述目标从无人机是否位于多个主无人机的信号覆盖的范围内；

若是，则计算所述目标从无人机当前所属的主无人机与所述目标从无人机之间的距离；

判断所述距离是否大于预设的第一阈值；

若是，则将所述目标从无人机连接至目的主无人机，完成切换。

其中，所述确定切换机群的目标从无人机，包括：

采用预先信道扫描算法确定切换机群的目标从无人机。

其中，所述判断所述距离是否大于预设的第一阈值，包括：

判断所述距离是否大于预设的第一阈值；

若否，则当所述距离不小于预设的第二阈值时，根据信号强度确定所述目的主无人机；其中，所述第一阈值大于所述第二阈值；

将发送给所述目标从无人机的任务指令包含的数据包，转发至预设的集合中；

通过组播技术将所述集合中的数据包发送至所述目的主无人机，并完成切换。

其中，所述将所述目标从无人机连接至目的主无人机，包括：

接收允许所述目标从无人机连接的指令信息；

根据所述指令信息将所述目标从无人机连接至目的主无人机。

一种无人机群的切换装置，包括：

确定模块，用于确定切换机群的目标从无人机；

第一判断模块，用于判断所述目标从无人机是否位于多个主无人机的信号覆盖的范围内；

计算模块，用于当所述目标从无人机位于多个主无人机的信号覆盖的范围内时，计算所述目标从无人机当前所属的主无人机与所述目标从无人机之间的距离；

第二判断模块，用于判断所述距离是否大于预设的第一阈值；

执行模块，用于当所述距离大于预设的第一阈值时，将所述目标从无人机连接至目的主无人机，完成切换。

其中，所述执行模块包括：

接收单元，用于接收允许所述目标从无人机连接的指令信息；

连接单元，用于根据所述指令信息将所述目标从无人机连接至目的主无人机。

通过以上方案可知，本发明实施例提供的一种无人机群，包括：主无人机，用于作为通信接入点与外界进行通信，并通过自组网通信方式发送任务指令至从无人机；所述从无人机，用于通过自组网通信方式接收所述任务指令，并根据所述任务指令执行相应的任务。其中，所述主无人机为整个无人机群的控制中心，可以与外界进行数据交互，也可以通过自组网通信方式发送任务指令至从无人机，控制从无人机执行相应的任务。如此便能够更灵活的控制无人机群，当执行任务的区域环境恶劣或者范围较大时，所述主无人机便可以代替技术人员控制整个无人机群，完成相应的任务；同时，所述无人机群可以实现远距离操控，技术人员不必亲自到达至任务区域，只需提前在主无人机内配置完成任务需要的指令，让主无人机带领各个从无人机根据预先配置的任务指令执行相应的操作，从而解放了劳动力，节省了人力、物力以及财力。

本发明实施例提供的一种无人机群的切换方法，所述方法应用于上述任意一种无人机群，包括：确定切换机群的目标从无人机；判断所述目标从无人机是否位于多个主无人机的信号覆盖的范围内；若是，则计算所述目标从无人机当前所属的主无人机与所述目标从无人机之间的距离；判断所述距离是否大于预设的第一阈值；若是，则将所述目标从无人机连接至目的主无人机，完成切换。实现了无人机在不同的无人机群间进行无缝的切换，完成无人机的跨区域任务；或者当无人机群中新增无人机时，实现无人机从一个无人机群到另一个无人机群的无缝切换，使其不因为在切换过程中失去与主无人机的联系而受到干扰。

相应的，本发明实施例提供的一种无人机群的切换装置，也同样具有上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种无人机群示意图；

图2为本发明实施例公开的另一种无人机群示意图；

图3为本发明实施例公开的一种无人机群的切换方法流程图；

图4为本发明实施例公开的一种无人机群的切换装置示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种无人机群、无人机群的切换方法及装置，以实现合理利用无人机资源，扩大无人机群的作业量和探测范围。

参见图1，本发明实施例提供的一种无人机群，包括：

主无人机101，用于作为通信接入点与外界进行通信，并通过自组网通信方式发送任务指令至从无人机；

需要说明的是，所述主无人机具有至少两个通信模块，一个用于与从无人机进行通信，一个用于与外界系统进行通信。其中一个通信模块采用自组网通信方式，自组网通信方式是建立以主无人机为控制中心的局域网，各个从无人机作为该局域网的通信节点。在无人机群执行任务的过程中，主无人机通过自组网通信方式发送任务指令至从无人机，所述任务指令中包含数据包。

所述从无人机102，用于通过自组网通信方式接收所述任务指令，并根据所述任务指令执行相应的任务。

需要说明的是，从无人机具有至少一个与主无人机相同的通信模块，以便接收主无人机发送的任务指令。当主无人机通过自组网通信方式发送任务指令至从无人机时，从无人机便通过自组网通信方式接收所述任务指令，并根据所述任务指令执行相应的任务。

具体的，从无人机可以根据任务需要配备不同的装置。例如：在救灾任务中，从无人机可以配备生命探测仪等装置，以便救灾人员及时发现并挽救幸存者；在救灾人员无法进入的区域，从无人机也可以代替救灾人员搜救幸存者；如若突发蝗灾，从无人机便可以配备喷洒装置，用于喷洒药物；以此类推，从无人机还可以根据所执行的任务的不同配备摄像拍照装置、红外传感器、雷达等装置，以便其能够顺利完成任务。

当然，各个从无人机配备的装置也可以不同，以便在同一区域进行不同的任务。例如：在救灾过程中，一部分从无人机执行搜救幸存者的任务，另一部从无人机执行喷洒药物的任务，以防止爆发疫病。技术人员可以根据具体任务的不同灵活调整从无人机的分工，并不应局限于本实施例。

在本实施例中，主无人机的数量为一个，从无人机若干，形成以主无人机为控制中心的无人机群，主无人机可以带领无人机群到达任务区域，并控制各个从无人机执行相应任务，由此避免了技术任务亲自到达任务区域，解放了人力。

可见，本实施例提供的一种无人机群，包括：主无人机，用于作为通信接入点与外界进行通信，并通过自组网通信方式发送任务指令至从无人机；所述从无人机，用于通过自组网通信方式接收所述任务指令，并根据所述任务指令执行相应的任务。其中，所述主无人机为整个无人机群的控制中心，可以与外界进行数据交互，也可以通过自组网通信方式发送任务指令至从无人机，控制从无人机执行相应的任务。如此便能够更灵活的控制无人机群，当执行任务的区域环境恶劣或者范围较大时，所述主无人机便可以代替技术人员控制整个无人机群，完成相应的任务；同时，所述无人机群可以实现远距离操控，技术人员不必亲自到达至任务区域，只需提前在主无人机内配置完成任务需要的指令，让主无人机带领各个从无人机根据预先配置的任务指令执行相应的操作，从而解放了劳动力，节省了资源和成本。

本发明实施例公开了另一种无人机群，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。

参见图2，本发明实施例提供的另一种无人机群，包括：

地面控制台201，用于发送所述任务指令至所述主无人机，以使所述主无人机通过自组网通信方式发送所述任务指令至所述从无人机；

主无人机202，用于作为通信接入点与外界进行通信，并通过自组网通信方式发送任务指令至从无人机；

所述从无人机203，用于通过自组网通信方式接收所述任务指令，并根据所述任务指令执行相应的任务。

在本实施例中，该无人机群还包括地面控制台，所述地面控制台可以与主无人机进行通信，用以发送任务指令至主无人机，以使主无人机发送任务指令至从无人机。

具体的，所述地面控制台具体用于：

通过GPRS通信方式发送所述任务指令至所述主无人机，以使所述主无人机通过自组网通信方式发送所述任务指令至所述从无人机。

所述地面控制台与主无人机通过GPRS通信方式进行通信，此时，主无人机需要配备SIM卡，由此，地面控制台便可以与主无人机进行远距离通信，而不用受限于通信范围和任务区域的大小。

可见，本实施例提供的一种无人机群，包括：主无人机，用于作为通信接入点与外界进行通信，并通过自组网通信方式发送任务指令至从无人机；所述从无人机，用于通过自组网通信方式接收所述任务指令，并根据所述任务指令执行相应的任务；地面控制台，用于发送所述任务指令至所述主无人机，以使所述主无人机通过自组网通信方式发送所述任务指令至所述从无人机。其中，所述主无人机代替地面控制台作为整个无人机群的控制中心，接收地面控制台发送的任务指令，并将任务指令转达至从无人机，以便从无人机完成相应任务。如此便能够更灵活的控制无人机群，当执行任务的区域环境恶劣或者范围较大时，所述主无人机便可以代替技术人员控制整个无人机群，完成相应的任务；同时，所述无人机群可以实现远距离操控，技术人员不必亲自到达至任务区域，只需提前在主无人机内配置完成任务需要的指令，让主无人机带领各个从无人机根据预先配置的任务指令执行相应的操作，从而解放了劳动力，节省了资源和成本。

基于上述任意实施例，需要说明的是，所述主无人机还用于：

作为切换节点控制所述从无人机脱离当前主无人机，并连接至目的主无人机。

具体的，当多个无人机群在同一任务区域执行任务时，可以根据实际情况的需要使从无人机脱离当前主无人机，并连接至目的主无人机。例如：当两个无人机群在同一任务区域执行任务时，由第一主无人机控制的一架从无人机所执行的任务区域更接近与第二主无人机，此时，该从无人机也可以接收到第二主无人机的信号，那么该从无人机便可以脱离第一主无人机的控制，连接至第二主无人机，并继续完成任务。其中，所述第二主无人机便为目的主无人机。

基于上述任意实施例，需要说明的是，所述无人机群中可以设置多架主无人机，以便正在执行任务的主无人机发生故障时，及时切换至正常的主无人机，并继续完成任务。

例如：一个无人机群中设置了三架主无人机，当第一主无人机执行任务时，其他两架主无人机作为从无人机的角色执行相应的任务，当第一主无人机发生故障时，选择第二主无人机或者第三主无人机代替第一主无人机，继续执行任务，未被选择的主无人机继续执行从无人机的任务。当然，这些主无人机配备了执行任务所需的装置。

下面对本发明实施例提供的一种无人机群的切换方法进行介绍，下文描述的一种无人机群的切换方法与上文描述的一种无人机群可以相互参照。

参见图3，本发明实施例提供的一种无人机群的切换方法，所述方法应用于如上述实施例提供的任意一种无人机群，包括：

S301、确定切换机群的目标从无人机；

S302、判断所述目标从无人机是否位于多个主无人机的信号覆盖的范围内；若是，则执行S303；若否，则执行S309；

具体的，若从无人机位于多个主无人机的信号覆盖的范围内，则确定切换机群的目标从无人机。从无人机扫描附近的主无人机，并自动发送连接请求到信号强度最大的目的主无人机中；当目的主无人机拒绝该从无人机连接时，从无人机将连接到信号强度次之的目的主无人机，以此类推。

S303、计算所述目标从无人机当前所属的主无人机与所述目标从无人机之间的距离；

S304、判断所述距离是否大于预设的第一阈值；若是，则执行S305；若否，则执行S306；

S305、将所述目标从无人机连接至目的主无人机，完成切换；

具体的，当所述目标从无人机当前所属的主无人机与所述目标从无人机之间的距离大于预设的第一阈值时，则将所述目标从无人机连接至目的主无人机，完成切换。其中，所述第一阈值小于主无人机的信号覆盖范围的半径。

S306、当所述距离不小于预设的第二阈值时，根据信号强度确定所述目的主无人机；

其中，所述第一阈值大于所述第二阈值；

S307、将发送给所述目标从无人机的任务指令包含的数据包，转发至预设的集合中；

具体的，当所述目标从无人机当前所属的主无人机与所述目标从无人机之间的距离大于预设的第一阈值，且不小于预设的第二阈值时，将发送给所述目标从无人机的任务指令包含的数据包，转发至预设的集合中。其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。所述集合中包括主无人机发送至目标无人机的任务指令所包含的数据包。

S308、通过组播技术将所述集合中的数据包发送至所述目的主无人机，并完成切换；

S309、无操作。

在本实施例中，当从无人区需要执行的任务区域距离其他主无人机较近时，启动无人机群的切换操作，使该无人机能继续完成剩余的任务。或者当无人机群中新增无人机时，实现无人机从一个无人机群到另一个无人机群的无缝切换，使其不因为在切换过程中失去与主无人机的联系而受到干扰。

可见，本发明实施例提供的一种无人机群的切换方法，所述方法应用于如上述任意一项所述的无人机群，包括：确定切换机群的目标从无人机；判断所述目标从无人机是否位于多个主无人机的信号覆盖的范围内；若是，则计算所述目标从无人机当前所属的主无人机与所述目标从无人机之间的距离；判断所述距离是否大于预设的第一阈值；若是，则将所述目标从无人机连接至目的主无人机，完成切换。实现了无人机在不同的无人机群间进行无缝的切换，完成无人机的跨区域任务；或者当无人机群中新增无人机时，实现无人机从一个无人机群到另一个无人机群的无缝切换，使其不因为在切换过程中失去与主无人机的联系而受到干扰。

基于上述一种无人机群的切换方法实施例，需要说明的是，所述确定切换机群的目标从无人机，包括：

采用预先信道扫描算法确定切换机群的目标从无人机。

具体的，所述预先信道扫描算法的具体过程有如下：信道掩码图由0和1组成，将信道掩码图中有目标从无人机工作的信道对应为位置1，其余为位置0。目标从无人机以主动扫描的形式依次转到信道掩码为1的信道上发送广播探测包。如果该信道上有主从无人机发送探测响应包，目标从无人机接收并将该探测响应包保存。探测响应包里含有发出该响应包的主从无人机的相关信息。目标从无人机每扫描到一个主从无人机的信息后，立即向当前主从无人机发送发现新的主从无人机的通知帧。

当所有的信道掩码为1的信道都被扫描完后，如果目标从无人机收到过主从无人机的探测响应包，则重置信道掩码，将位置1改为位置0，将位置0改为位置1。重置的原则是，将发出探测响应包的主从无人机所在信道的信道掩码设置为1，其他的设置为0。如果目标从无人机没有收到任何探测响应包，翻转信道掩码图，重新进行扫描。目标从无人机在所有探测到的主从无人机中，按照信号强度大小的顺序，选择信号强度最大的主从无人机作为切换时重新连接的目的主从无人机的列表，该列表中目的主无人机的数量一般设置为五个。并将结果送入缓存中的主从无人机的列表，向当前主从无人机发出一个确定目的主从无人机的列表的通知帧。确定目的主从无人机的列表的通知帧里含有所有主从无人机的相关信息，该相关信息包含主从无人机物理地址和信道号。

基于上述一种无人机群的切换方法实施例，需要说明的是，所述将所述目标从无人机连接至目的主无人机，包括：

接收允许所述目标从无人机连接的指令信息；

根据所述指令信息将所述目标从无人机连接至目的主无人机。

具体的，当从无人机要连接至目的主无人机时，需要接收允许所述目标从无人机连接的指令信息；根据所述指令信息将所述目标从无人机连接至目的主无人机。该指令信息由目的主无人机或者目的主无人机群中的地面控制台发送。

基于上述一种无人机群的切换方法实施例，切换的理想实现过程如下：

假定一个主无人机有效的信号覆盖区域的半径为r1，可以将主无人机的信号覆盖区域分成z1和z2两个区域。当从无人机在z1区域时，可以接收到当前主无人机充足的信号，从无人机没有发生切换的需要；当从无人机移动至z2区域时，从无人机进入到当前主无人机与目的主无人机信号覆盖范围的重叠区域，此时，从无人机可以接收到当前主无人机和目的主无人机的信号。在z2区域的中间位置，将z2区域分成两个部分，标记为2ε。因此，则有以主无人机为圆心，半径为r1-2ε的覆盖范围z1；以主无人机为圆，半径为r1-ε的覆盖范围；以主无人机为圆心，半径为r1的覆盖范围z1+z2。

假设一从架无人机位于两个主无人机的信号覆盖范围，则信号重叠部分为椭圆形。将主无人机与目的主无人机的连线，以及主无人机与从无人机的连线，形成的夹角标记为θ′，将目的主无人机的覆盖范围形成的圆与半径为r1的圆的两个交点分别与主无人机相连，那么将一侧连线与主无人机与目的主无人机的连线，形成的夹角标记为θ。

令θ＝cos^-1[(r1-ε)/r1]，则准备切换启动条件的判定过程如下：当θ′<θ，且S>＝r1-ε时，启动准备切换过程；当θ′<θ，且S>＝r1时，进行切换。

在该理想实现方式下，当从无人机到达主无人机的覆盖范围的边界，即位于半径为r1的圆上时，正式启动切换，连接到新的主无人机中，即新的无人机群中。

基于上述一种无人机群的切换方法实施例，需要说明的是，从无人机发出的发现新的主无人机的通知帧里包含从新的主无人机接收到的信号强度和时间戳。因此，不同的时刻，从无人机移动到不同的位置时，向当前主无人机发出的关于某一个新的主无人机的通知帧是不同的。在每个时间段，当前主无人机对这些关于某一个新的主无人机的通知帧处理的原则是：只保留时间戳与当前时刻最接近的通知帧，即当前主无人机只保留关于某个新的主无人机的最新的通知帧。

确定目的主无人机的具体过程为：当前主无人机将Ti时间段内接收到的从无人机发出的新主无人机的通知帧缓存；如果是T1时间段，将得到的第一个通知帧所归属的主无人机作为转移对象；在Ti个时间段的段末，当前主无人机通过比较各个通知帧里的信息，选择信号强度最大的通知帧所归属的主无人机作为Ti+1时间段的数据包转移对象，其余的通知帧所归属的主无人机作为Ti+1时间段的数据包恢复对象。其中，将各个时间段的恢复对象的集合标记为D。

需要说明的是，在切换机群时，需要进行数据包的转移，数据包的转移是在预测到从无人机可能会发生切换时，当前主无人机提前将数据包转发到从无人机可能会重新连接的主无人机的列表的过程。

转移数据包的具体过程为：Ti时间段内将发往从无人机的数据包向集合Di转发，并记下向集合Di发出的数据包的序列号范围；Ti时间段末，将此刻主无人机的列表的成员的主无人机物理地址转发给集合Di；当前主无人机确定目的主无人机的通知帧以后，首先会将确定目的主无人机的通知帧转发给集合D的所有成员；然后会将向集合D的所有成员转发的数据包的序列号范围以组播的形式告知目的主无人机；最后会将发往从无人机的数据包以组播的形式向目的主无人机转发。

需要说明的是，在进行数据包转移后，需要进行数据包的恢复，数据包的恢复是在预测到从无人机可能会发生切换以及切换过程中所涉及到的主无人机之间的数据包交换，即从无人机可能会重新连接的主无人机s在从当前主无人机获取缓存数据包之前，提前从附近的主无人机上恢复一些将要从当前主无人机迁移出的数据包。这里指的是通过组播技术将集合D中的数据包转发至目的主无人机。由于目的主无人机与集合D是一对多的关系，加快了数据的恢复速度。

恢复数据包的具体过程为：Ti(i≥2)时间段内，集合Di将接到的数据包以组播的形式向目的主无人机的列表中的每个主无人机转发；目的主无人机查看当前主无人机向集合Di转发的数据包的序列号范围，根据自己的需要向集合D的某些成员索取发往从无人机的数据包。

本发明实施例提供的一种无人机群的切换方法，实现了无人机在不同的无人机群间进行无缝的切换，完成无人机的跨区域任务。其中，在无人机尚未脱离当前无人机群时，在切换准备阶段先将自身的通信数据转移到下一个接入的无人机群中，减少了切换过程中的时延及丢包率,进而防止无人机在切换过程中失联。

下面对本发明实施例提供的一种无人机群的切换装置进行介绍，下文描述的一种无人机群的切换装置与上文描述的一种无人机群、无人机群的切换方法可以相互参照。

参见图4，本发明实施例提供的一种无人机群的切换装置，包括：

确定模块401，用于确定切换机群的目标从无人机；

第一判断模块402，用于判断所述目标从无人机是否位于多个主无人机的信号覆盖的范围内；

计算模块403，用于当所述目标从无人机位于多个主无人机的信号覆盖的范围内时，计算所述目标从无人机当前所属的主无人机与所述目标从无人机之间的距离；

第二判断模块404，用于判断所述距离是否大于预设的第一阈值；

执行模块405，用于当所述距离大于预设的第一阈值时，将所述目标从无人机连接至目的主无人机，完成切换。

其中，所述执行模块包括：

接收单元，用于接收允许所述目标从无人机连接的指令信息；

连接单元，用于根据所述指令信息将所述目标从无人机连接至目的主无人机。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置、系统及计算机可读存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的一种无人机群、无人机群的切换方法及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种无人机群，其特征在于，包括：

主无人机，用于作为通信接入点与外界进行通信，并通过自组网通信方式发送任务指令至从无人机；

所述从无人机，用于通过自组网通信方式接收所述任务指令，并根据所述任务指令执行相应的任务；

其中，所述主无人机还用于：作为切换节点控制所述从无人机脱离当前主无人机，并连接至目的主无人机；在无人机尚未脱离当前无人机群时，在切换准备阶段先将自身的通信数据转移到下一个接入的无人机群中；

其中，确定目的主无人机的具体过程为：当前主无人机将Ti时间段内接收到的从无人机发出的新主无人机的通知帧缓存；如果是T1时间段，将得到的第一个通知帧所归属的主无人机作为转移对象；在Ti个时间段的段末，当前主无人机通过比较各个通知帧里的信息，选择信号强度最大的通知帧所归属的主无人机作为Ti+1时间段的数据包转移对象；其余的通知帧所归属的主无人机作为Ti+1时间段的数据包恢复对象；其中，将Ti时间段的恢复对象的集合标记为Di；

其中，转移数据包的具体过程为：Ti时间段内将发往从无人机的数据包向集合Di转发，并记下向集合Di发出的数据包的序列号范围；当前主无人机确定目的主无人机的通知帧以后，首先会将该通知帧转发给集合Di的所有成员；然后会将向集合Di的所有成员转发的数据包的序列号范围以组播的形式告知目的主无人机；最后会将发往从无人机的数据包以组播的形式向目的主无人机转发。

2.根据权利要求1所述的无人机群，其特征在于，还包括：

地面控制台，用于发送所述任务指令至所述主无人机，以使所述主无人机通过自组网通信方式发送所述任务指令至所述从无人机。

3.根据权利要求2所述的无人机群，其特征在于，所述地面控制台具体用于：

通过GPRS通信方式发送所述任务指令至所述主无人机，以使所述主无人机通过自组网通信方式发送所述任务指令至所述从无人机。

4.一种无人机群的切换方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-3任意一项所述的无人机群，包括：

确定切换机群的目标从无人机；

判断所述目标从无人机是否位于多个主无人机的信号覆盖的范围内；

若是，则计算所述目标从无人机当前所属的主无人机与所述目标从无人机之间的距离；

判断所述距离是否大于预设的第一阈值；

若是，则将所述目标从无人机连接至目的主无人机，完成切换；

其中，确定目的主无人机的具体过程为：当前主无人机将Ti时间段内接收到的从无人机发出的新主无人机的通知帧缓存；如果是T1时间段，将得到的第一个通知帧所归属的主无人机作为转移对象；在Ti个时间段的段末，当前主无人机通过比较各个通知帧里的信息，选择信号强度最大的通知帧所归属的主无人机作为Ti+1时间段的数据包转移对象；其余的通知帧所归属的主无人机作为Ti+1时间段的数据包恢复对象；其中，将Ti时间段的恢复对象的集合标记为Di；

其中，转移数据包的具体过程为：Ti时间段内将发往从无人机的数据包向集合Di转发，并记下向集合Di发出的数据包的序列号范围；当前主无人机确定目的主无人机的通知帧以后，首先会将该通知帧转发给集合Di的所有成员；然后会将向集合Di的所有成员转发的数据包的序列号范围以组播的形式告知目的主无人机；最后会将发往从无人机的数据包以组播的形式向目的主无人机转发。

5.根据权利要求4所述的无人机群的切换方法，其特征在于，所述确定切换机群的目标从无人机，包括：

采用预先信道扫描算法确定切换机群的目标从无人机。

6.根据权利要求4所述的无人机群的切换方法，其特征在于，所述判断所述距离是否大于预设的第一阈值，包括：

判断所述距离是否大于预设的第一阈值；

若否，则当所述距离不小于预设的第二阈值时，根据信号强度确定所述目的主无人机；其中，所述第一阈值大于所述第二阈值；

将发送给所述目标从无人机的任务指令包含的数据包，转发至预设的集合中；

通过组播技术将所述集合中的数据包发送至所述目的主无人机，并完成切换。

7.根据权利要求4所述的无人机群的切换方法，其特征在于，所述将所述目标从无人机连接至目的主无人机，包括：

接收允许所述目标从无人机连接的指令信息；

根据所述指令信息将所述目标从无人机连接至目的主无人机。

8.一种无人机群的切换装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定切换机群的目标从无人机；

第一判断模块，用于判断所述目标从无人机是否位于多个主无人机的信号覆盖的范围内；

计算模块，用于当所述目标从无人机位于多个主无人机的信号覆盖的范围内时，计算所述目标从无人机当前所属的主无人机与所述目标从无人机之间的距离；

第二判断模块，用于判断所述距离是否大于预设的第一阈值；

执行模块，用于当所述距离大于预设的第一阈值时，将所述目标从无人机连接至目的主无人机，完成切换；

其中，确定目的主无人机的具体过程为：当前主无人机将Ti时间段内接收到的从无人机发出的新主无人机的通知帧缓存；如果是T1时间段，将得到的第一个通知帧所归属的主无人机作为转移对象；在Ti个时间段的段末，当前主无人机通过比较各个通知帧里的信息，选择信号强度最大的通知帧所归属的主无人机作为Ti+1时间段的数据包转移对象；其余的通知帧所归属的主无人机作为Ti+1时间段的数据包恢复对象；其中，将Ti时间段的恢复对象的集合标记为Di；

其中，转移数据包的具体过程为：Ti时间段内将发往从无人机的数据包向集合Di转发，并记下向集合Di发出的数据包的序列号范围；当前主无人机确定目的主无人机的通知帧以后，首先会将该通知帧转发给集合Di的所有成员；然后会将向集合Di的所有成员转发的数据包的序列号范围以组播的形式告知目的主无人机；最后会将发往从无人机的数据包以组播的形式向目的主无人机转发。

9.根据权利要求8所述的无人机群的切换装置，其特征在于，所述执行模块包括：

接收单元，用于接收允许所述目标从无人机连接的指令信息；

连接单元，用于根据所述指令信息将所述目标从无人机连接至目的主无人机。

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