CN110290476A - 无人机集群通信方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人机集群通信方法，该通信方法包括如下步骤：确定集群母机和子无人机；通过所述集群母机给所述子无人机发送信号，完成通信连接；通过所述集群母机为所述子无人机分配ID和分配初始等级权限；通过所述集群母机周期性的给所述子无人机发送通信权限信号；通过控制中心给所述集群母机发送周期性的心跳信号；所述子无人机在所述无人机集群中重新确认一台无人机为集群母机，并与新确认的所述集群母机完成通信连接。本发明还提供了一种无人机集群通信系。与相关技术相比，本发明具有如下优点：只需要一个地面通信装置实现整个无人机集群的通信；确保任意无人机出现故障不会影响其他的无人机；控制中心能与任意无人机进行通信。

Description

无人机集群通信方法及系统

【技术领域】

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机集群通信方法及系统。

【背景技术】

随着无人机技术的迅速发展，无人机的应用领域也越来越广泛，无人机的使用从普通爱好者的自拍摄影，扩展到交通、治安巡逻、电力线巡检等专业领域，实现了这些领域的自动化作业，从而大幅降低这些领域额的人力投入成本，提高这些领域的工作效率。无人机在作业过程中，用户可以通过控制终端对无人机进行远程控制。具体的，由控制终端与无人机之间进行通信，以实现对无人机的控制。

在相关技术中，主要通过地面通信装置实现无人机的集群，通过地面通信装置实现集群无人机的通信具有如下缺陷：

1、使用的地面通信装置较多；

2、需要控制中心有较多的数据接口；

3、一旦某一个地面通信装置出现故障，该通信装置连接的无人机将全部无人机连接到控制中心。

【发明内容】

本发明提供一种无人机集群通信方法及系统，其只需一个地面通信装置就能实现无人机的集群通信，并确保控制中心能与无人机集群中的任一无人机实现双向通信，确保任一无人机出现故障不会对无人机集群网络产生影响。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种无人机集群通信方法，该通信方法包括如下步骤：

S1、确定无人机集群中任意一台无人机为集群母机，其它无人机为子无人机，并给予集群母机最高等级权限；

S2、通过所述集群母机收集所述子无人机信息，为所述子无人机记录ID和分配编号，并给所述子无人机发送信号，完成通信连接；

S3、通过所述集群母机为所述子无人机分配ID和分配初始等级权限；

S4、通过所述集群母机周期性的给所述子无人机发送通信权限信号，若所述子无人机接收到通信权限信号，则所述子无人机回复确认信号，所述集群母机收到确认信号后与所述子无人机进行通信；若所述子无人机未接收到通信权限信号，则执行步骤S6；

S5、通过控制中心给所述集群母机发送周期性的心跳信号，若所述集群母机接收到所述心跳信号，则所述集群母机根据所述心跳信号发送周期性信号给所述子无人机，若所述集群母机未接收到所述心跳信号，则执行步骤S6；

S6、所述子无人机在所述无人机集群中重新确认一台无人机为集群母机，并与新确认的所述集群母机完成通信连接。

优选的，所述控制中心与所述集群母机在第一通信频道上进行通信，所述集群母机与所述子在第二通信频道上进行通信，所述第一通信频道与所述第二通信频道的工作频段不同。

优选的，所述控制中心的通信模块和无人机的通信模块均为无线通信模块。

优选的，所述无线通信模块为5G通信模块。

本发明还提供了一种无人机集群通信系统，包括控制中心和与所述控制中心在第一通信频道上进行通信的无人机集群，所述无人机集群包括集群母机和与所述集群母机在第二通信频道上进行通信的子无人机，所述第一通信频道与所述第二通信频道的工作频段不同，

所述控制中心用于给所述集群母机发送周期性的心跳信号；

所述集群母机具有最高等级权限并收集所述子无人机信息，为所述子无人机记录ID和分配编号，并给所述子无人机发送信号，完成通信连接，之后为所述子无人机分配ID和分配初始等级权限，所述集群母机对所述子无人机发送周期性信号和通信权限信号；

所述子无人机接收所述周期性信号和所述通信权限信号，若无法接收所述周期性信号或者所述通信权限信号，则所述子无人机在所述无人机集群中重新确认一台无人机为集群母机，并与新确认的所述集群母机完成通信连接。

与相关技术相比，本发明具有如下优点：

1.只需要一个地面通信装置实现整个无人机集群的通信；

2.确保任意无人机出现故障不会影响其他的无人机；

3.控制中心能与任意无人机进行通信。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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它的附图，其中：

图1为本发明无人机集群通信系统的系统架构图；

图2为本发明无人机集群通信方法的流程图。

【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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的无人机通信系统的系统架构图，本发明提供了一种无人机集群通信系统100，包括控制中心1和与所述控制中心1在第一通信频道上进行通信的无人机集群2，所述无人机集群2包括集群母机21和与所述集群母机21在第二通信频道上进行通信的子无人机22，所述第一通信频道与所述第二通信频道的工作频段不同。

所述控制中心1用于给所述集群母机21发送周期性的心跳信号，所述集群母机21根据所述心跳信号发送周期性信号给所述子无人机22。

所述集群母机21具有最高等级权限并收集所述子无人机22信息，为所述子无人机22记录ID和分配编号，并给所述子无人机22发送信号，完成通信连接，之后为所述子无人机22分配ID和分配初始等级权限，所述集群母机对所述子无人机发送周期性信号和通信权限信号。

所述子无人机22接收所述周期性信号和所述通信权限信号，若无法接收所述周期性信号或者所述通信权限信号，则所述子无人机22在所述无人机集群2中重新确认一台无人机为集群母机21，并与新确认的所述集群母机21完成通信连接。

所述控制中心1具体为远程控制中心，用于对无人机集群2中的各无人机统一进行监控。无人机上可以搭载机载设备。

所述控制中心1和无人机中都分别包括通信模块，具体可以为5G通信模块。5G移动通信网络相比于现有的移动通信网络，具有大带宽、高传输速率以及低时延的特点，因此，无人机与控制中心之间通过5G移动通信网络中的5G基站进行通信，可以使得传输距离、传输带宽以及传输速率都得到极大提升。

基于上述系统架构，本发明实施例的实施方式具体如下。

再结合图2所示，图2为本发明实施例提供的无人机集群通信方法实施例的流程图，该方法的执行主体为上述通信系统，该通信方法包括如下步骤：

S1、确定无人机集群2中任意一台无人机为集群母机21，其它无人机为子无人机22，并给予集群母机21最高等级权限；

S2、通过所述集群母机21收集所述子无人机22信息，为所述子无人机22记录ID和分配编号，并给所述子无人机22发送信号，完成通信连接；

S3、通过所述集群母机21为所述子无人机22分配ID和分配初始等级权限；

S4、通过所述集群母机21周期性的给所述子无人机22发送通信权限信号，若所述子无人机22接收到通信权限信号，则所述子无人机22回复确认信号，所述集群母机21收到确认信号后与所述子无人机22进行通信；若所述子无人机22未接收到通信权限信号，则执行步骤S6；

S5、通过控制中心1给所述集群母机21发送周期性的心跳信号，若所述集群母机21接收到所述心跳信号，则所述集群母机21根据所述心跳信号发送周期性信号给所述子无人机22，若所述集群母机21未接收到所述心跳信号，则执行步骤S6；

S6、所述子无人机22在所述无人机集群2中重新确认一台无人机为集群母机21，并与新确认的所述集群母机21完成通信连接。

所述控制中心1与所述集群母机21在第一通信频道上进行通信，所述集群母机21与所述子在第二通信频道上进行通信，所述第一通信频道与所述第二通信频道的工作频段不同。

由上述无人机集群通信方法可见，所述子无人机22的优先级是可以发生变化的，它的优先级，只取决于集群母机21的优先级，任意的子无人机22同时也是它的子无人机22的集群母机21，也就是说，可以确保任意无人机出现故障不会影响其他的无人机。

与相关技术相比，本发明具有如下优点：

1.只需要一个地面通信装置实现整个无人机集群的通信；

2.确保任意无人机出现故障不会影响其他的无人机；

3.控制中心能与任意无人机进行通信。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种无人机集群通信方法，其特征在于，该通信方法包括如下步骤：

S1、确定无人机集群中任意一台无人机为集群母机，其它无人机为子无人机，并给予集群母机最高等级权限；

S2、通过所述集群母机收集所述子无人机信息，为所述子无人机记录ID和分配编号，并给所述子无人机发送信号，完成通信连接；

S3、通过所述集群母机为所述子无人机分配ID和分配初始等级权限；

S4、通过所述集群母机周期性的给所述子无人机发送通信权限信号，若所述子无人机接收到通信权限信号，则所述子无人机回复确认信号，所述集群母机收到确认信号后与所述子无人机进行通信；若所述子无人机未接收到通信权限信号，则执行步骤S6；

S5、通过控制中心给所述集群母机发送周期性的心跳信号，若所述集群母机接收到所述心跳信号，则所述集群母机根据所述心跳信号发送周期性信号给所述子无人机，若所述集群母机未接收到所述心跳信号，则执行步骤S6；

S6、所述子无人机在所述无人机集群中重新确认一台无人机为集群母机，并与新确认的所述集群母机完成通信连接。

2.如权利要求1所述的无人机集群通信方法，其特征在于，所述控制中心与所述集群母机在第一通信频道上进行通信，所述集群母机与所述子在第二通信频道上进行通信，所述第一通信频道与所述第二通信频道的工作频段不同。

3.如权利要求1所述的无人机集群通信方法，其特征在于，所述控制中心的通信模块和无人机的通信模块均为无线通信模块。

4.如权利要求3所述的无人机集群通信方法，其特征在于，所述无线通信模块为5G通信模块。

5.一种无人机集群通信系统，其特征在于，包括控制中心和与所述控制中心在第一通信频道上进行通信的无人机集群，所述无人机集群包括集群母机和与所述集群母机在第二通信频道上进行通信的子无人机，所述第一通信频道与所述第二通信频道的工作频段不同，

所述控制中心用于给所述集群母机发送周期性的心跳信号；

所述集群母机具有最高等级权限并收集所述子无人机信息，为所述子无人机记录ID和分配编号，并给所述子无人机发送信号，完成通信连接，之后为所述子无人机分配ID和分配初始等级权限，所述集群母机对所述子无人机发送周期性信号和通信权限信号；

所述子无人机接收所述周期性信号和所述通信权限信号，若无法接收所述周期性信号或者所述通信权限信号，则所述子无人机在所述无人机集群中重新确认一台无人机为集群母机，并与新确认的所述集群母机完成通信连接。