CN108124249A - 一种无人机集群数据传输的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机集群数据传输的方法、装置和系统。该系统由若干无人机所组成；当该系统中的一无人机向另一无人机发送数据时，首先分析路由表中是否存在到目的地址的路由，当存在到目的地址的路由时，则将数据通过标准协议进行即时发送，当不存在到目的地址的路由时，则将数据通过DTN协议进行缓存发送。相比于纯粹的DTN协议传输，本发明可以大大减少传输延时。

Description

一种无人机集群数据传输的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及无人机集群中无人机之间的数据传输技术。

背景技术

在无人系统集群中，无人机节点经常性处于移动状态，节点的移动会造成网络连接状态的变化和路由的震荡。在传统的路由策略中，网络的中断会导致目的节点不可达，节点会丢弃数据，从而影响高层的数据传输。而基于DTN（Delay Tolerant Network，延迟容忍网络）的网络架构虽然可以解决目的节点当前不可达的情况下的传输，但是传输时延很大，采用DTN策略后，即使目的节点距发送节点仅需两跳，而由于DTN的中继策略，其传输时延也可能会很大，这对于某些对于时延敏感的业务来说是不利的。

专利文献CN105979558A公开了一种基于云的无人机集群通信系统。该系统通过一个集群云控制器对整个集群网络状态进行维护和全局配置。该系统的缺陷在于，需要蜂窝移动网络的支持以及需要地面的集群云控制器支持。

专利文献CN106559757A公开了一种无人机通信方法。该方法基于洪泛，要求发送节点广播其数据，中间节点收到数据后继续广播，直至数据到达目的节点。基于洪泛的数据传输方法开销巨大，不适用于集群系统中。

专利文献CN106506062A公开了一种集群无人机分布式快速通信系统及通信方法。该系统提出将多个无人机及地面站的一个上位机之间依次串联连接，将通信任务分布到各个无人机上，实现分布式通信。该发明主要考虑将地面通信任务分布到无人机上，对于无人机之间采用何种方式传输数据并未涉及。

发明内容

本发明所要解决的问题是无人机集群中无人机之间数据传输的在保证鲁棒性的基础上保证数据传输的即时性，降低数据传输的时延。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：

一种无人机集群数据传输的方法，该方法在无人机发送数据时，提取数据发送的目的地址，然后分析路由表中是否存在到所述目的地址的路由，当存在到所述目的地址的路由时，则将数据通过标准协议进行即时发送，当不存在到所述目的地址的路由时，则将数据通过DTN协议进行缓存发送。

一种无人机集群数据传输的装置，该装置用于无人机，包括路由表模块、延迟发送模块、即时发送模块以及路由分析模块；所述路由表模块用于维护路由表；所述延迟发送模块用于将数据通过DTN协议进行缓存发送；所述即时发送模块用于将数据通过标准协议进行即时发送；所述路由分析模块用于当所述无人机发送数据时，提取数据发送的目的地址，然后分析所述路由表中是否存在到所述目的地址的路由，当存在到所述目的地址的路由时，则将数据传递至所述即时发送模块，由所述即时发送模块进行发送，当不存在到所述目的地址的路由时，则将数据传递至所述延迟发送模块，由所述延迟发送模块进行发送。

一种无人机集群数据传输的系统，该系统由若干无人机所组成；当该系统中的一无人机向另一无人机发送数据时，首先分析路由表中是否存在到目的地址的路由，当存在到目的地址的路由时，则将数据将数据通过标准协议进行即时发送，当不存在到目的地址的路由时，则将数据通过DTN协议进行缓存发送。

本发明的技术效果如下：

1、本发明基于传统路由和DTN选路的混合网络架构，可以有效提高高动态分裂网络中数据传输的吞吐量，降低广播开销和数据传输时延。

2、本发明的系统无需地面设备和蜂窝移动网络的支持。

附图说明

图1是本发明实施例无人机集群传输的系统的结构示例图。

图2是本发明实施例无人机集群传输的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

一种无人机集群数据传输的系统，如图1所示，包括无人机A、B、C、D、E。各无人机均配备有DTN协议栈模块及标准协议栈模块。标准协议，也即标准TCP/IP协议。标准协议栈的网络层运行无线自组网选路协议。具体来说，无人机A、B、C、D、E均安装了如图2所示的一种无人机集群数据传输的装置。该装置由安装在无人机上的软件所实现，如图2所示，包括路由分析模块1、路由表模块20、即时发送模块21、延迟发送模块31、标准协议栈模块2和DTN协议栈模块3。路由表模块20用于维护路由表。即时发送模块21用于将数据通过标准协议进行即时发送。延迟发送模块31用于将数据通过DTN协议进行缓存发送。本实施例中，路由表模块20和即时发送模块21通过标准协议栈模块2实现，延迟发送模块31由DTN协议栈模块3实现。本领域技术人员理解，路由表模块20和即时发送模块21也可以视为标准协议栈模块2的两个接口模块，延迟发送模块31也可以视为DTN协议栈模块3的接口模块。路由分析模块1用于当无人机发送数据时，提取数据发送的目的地址，然后分析所述路由表中是否存在到所述目的地址的路由，当存在到所述目的地址的路由时，则将数据传递至即时发送模块21，由即时发送模块21进行发送，当不存在到所述目的地址的路由时，则将数据传递至延迟发送模块31，由延迟发送模块31进行发送。

当无人机A、B、C、D、E编队飞行时，无人机A、B、C、E保持如图1所示的队形，无人机D则在P1和P2位置之间来回飞行。无人机A、B、C均不在无人机E的无线通信范围内。当无人机D在P1位置时，无人机D在无人机E的无线通信范围内，但不在无人机A、B、C的无线通信范围内；当无人机D在P2位置时，无人机D不在无人机E的无线通信范围内，但在无人机A、B、C的无线通信范围内。无人机A、C总是在无人机B的无线通信范围内。无人机A和C之间不在相互的无线通信范围内。

当无人机A、B、C、D、E编队飞行时，前述的路由表模块20根据当前网络连通状态生成路由表。当无人机D位于P1位置时，无人机A的路由表为：A->B,A->B->C，无人机B的路由表为：B->A,B->C，无人机C的路由表为C->B,C->B->A，无人机D的路由表为D->E，无人机E的路由表为E->D。当无人机D位于P2位置时，无人机A的路由表为：A->B,A->B->C，A->D，无人机B的路由表为：B->A,B->C,B->D，无人机C的路由表为C->B,C->B->A,C->D，无人机D的路由表为D->A,D->B,D->C，无人机E的路由表为空。

当无人机A向B或C发送数据时，路由分析模块1总是能够在路由表中找到其目的地址B和C，此时，数据通过即时发送模块21进行发送，也就是通过标准协议模块2进行发送。当无人机A向D发送数据时，假如此时无人机D位于P1位置时，此时无人机D不在无人机A的路由表内，无人机A则通过延迟发送模块31进行发送数据，也就是通过DTN协议栈模块3进行发送数据，假如此时无人机D位于P2位置时，此时无人机D在无人机A的路由表内，数据通过即时发送模块21进行发送，也就是通过标准协议模块2进行发送。当无人机A向E发送数据时，E总是不在无人机A的路由表内，因此总是通过延迟发送模块31进行发送数据，通过DTN协议栈模块3进行发送数据。此时，无人机A的DTN协议栈模块3等待D移动至P2位置后，将数据发送至无人机D，由无人机D的DTN协议栈模块3进行缓存。无人机D移动至P1位置后，再将数据发送至无人机E。

Claims (3)

1.一种无人机集群数据传输的方法，其特征在于，该方法在无人机发送数据时，提取数据发送的目的地址，然后分析路由表中是否存在到所述目的地址的路由，当存在到所述目的地址的路由时，则将数据通过标准协议进行即时发送，当不存在到所述目的地址的路由时，则将数据通过DTN协议进行缓存发送。

2.一种无人机集群数据传输的装置，其特征在于，该装置用于无人机，包括路由表模块、延迟发送模块、即时发送模块以及路由分析模块；所述路由表模块用于维护路由表；所述延迟发送模块用于将数据通过DTN协议进行缓存发送；所述即时发送模块用于将数据通过标准协议进行即时发送；所述路由分析模块用于当所述无人机发送数据时，提取数据发送的目的地址，然后分析所述路由表中是否存在到所述目的地址的路由，当存在到所述目的地址的路由时，则将数据传递至所述即时发送模块，由所述即时发送模块进行发送，当不存在到所述目的地址的路由时，则将数据传递至所述延迟发送模块，由所述延迟发送模块进行发送。

3.一种无人机集群数据传输的系统，其特征在于，该系统由若干无人机所组成；当该系统中的一无人机向另一无人机发送数据时，首先分析路由表中是否存在到目的地址的路由，当存在到目的地址的路由时，则将数据将数据通过标准协议进行即时发送，当不存在到目的地址的路由时，则将数据通过DTN协议进行缓存发送。