CN112468246A - 无人机集群通信组网系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无人机集群通信组网系统及控制方法，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系统，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系统及控制方法
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系统。
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系统性能下降。
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系统。
本发明所采取的技术方案是：
一种无人机集群通信组网系统，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系统的控制方法，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系统，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系统的WIFI基站组成示意图；
图2是无人机集群通信组网系统的无人机集群通信组网系统流程图。
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系统，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系统的控制方法，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系统，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 (6)

1.一种无人机集群通信组网系统，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。
2.根据权利要求1所述无人机集群通信组网系统，其特征在于：
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。
3.根据权利要求1所述无人机集群通信组网系统，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。
4.根据权利要求1所述无人机集群通信组网系统，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。
5.根据权利要求1所述无人机集群通信组网系统，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。
6.根据权利要求1至5任意一项所述无人机集群通信组网系统的控制方法，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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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113438009A (zh) * 2021-04-22 2021-09-24 珠海大横琴科技发展有限公司 信道分配方法、功率控制方法及相应的装置、设备、介质
CN113660634A (zh) * 2021-08-09 2021-11-16 山东信通电子股份有限公司 一种用于无人机机巢的自组网方法、系统及介质
CN115529681A (zh) * 2022-09-05 2022-12-27 一飞(海南)科技有限公司 一种编队飞机wifi配置重连及重新上线的方法、系统及应用

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201020303D0 (en) * 2009-12-02 2011-01-12 Selex Communications Spa Metodo e sistema di controllo automatico della formazione di volo di veicoli aerei senza pilota
CN103246204A (zh) * 2013-05-02 2013-08-14 天津大学 多无人机系统仿真与验证方法与装置
CN105119650A (zh) * 2015-08-24 2015-12-02 杨珊珊 基于无人飞行器的信号中继系统及其信号中继方法
US20160004229A1 (en) * 2014-07-03 2016-01-07 Mark Hall Secure Remote Actuation System
CN105871717A (zh) * 2016-05-30 2016-08-17 杭州电子科技大学 一种基于链路稳定性的无人机自组网路由方法
US20180069650A1 (en) * 2016-02-02 2018-03-08 Bao Tran Systems and methods for control of drones
US20180139276A1 (en) * 2016-11-16 2018-05-17 Intel Corporation Enhancing wi-fi aware protocol and algorithms for drone cluster formation
US20180152870A1 (en) * 2016-11-30 2018-05-31 Electronics And Telecommunications Research Institute Method and apparatus for applying millimeter wave-based mobile communication technology to unmanned aerial vehicle, operation method of unmanned aerial vehicle using the same, and communication method using the same
EP3333664A2 (en) * 2016-11-21 2018-06-13 Voll, Inc. Aerial vehicle navigation method
CN109283938A (zh) * 2018-09-27 2019-01-29 深圳市道通智能航空技术有限公司 一种无人机系统和无人机系统控制方法
US10461421B1 (en) * 2019-05-07 2019-10-29 Bao Tran Cellular system
WO2020101426A1 (ko) * 2018-11-16 2020-05-22 한국항공우주연구원 군집 비행 제어 방법 및 군집 비행 제어 시스템
US20200182995A1 (en) * 2015-07-17 2020-06-11 Origin Wireless, Inc. Method, apparatus, and system for outdoor target tracking

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201020303D0 (en) * 2009-12-02 2011-01-12 Selex Communications Spa Metodo e sistema di controllo automatico della formazione di volo di veicoli aerei senza pilota
CN103246204A (zh) * 2013-05-02 2013-08-14 天津大学 多无人机系统仿真与验证方法与装置
US20160004229A1 (en) * 2014-07-03 2016-01-07 Mark Hall Secure Remote Actuation System
US20200182995A1 (en) * 2015-07-17 2020-06-11 Origin Wireless, Inc. Method, apparatus, and system for outdoor target tracking
CN105119650A (zh) * 2015-08-24 2015-12-02 杨珊珊 基于无人飞行器的信号中继系统及其信号中继方法
US20180069650A1 (en) * 2016-02-02 2018-03-08 Bao Tran Systems and methods for control of drones
CN105871717A (zh) * 2016-05-30 2016-08-17 杭州电子科技大学 一种基于链路稳定性的无人机自组网路由方法
US20180139276A1 (en) * 2016-11-16 2018-05-17 Intel Corporation Enhancing wi-fi aware protocol and algorithms for drone cluster formation
EP3333664A2 (en) * 2016-11-21 2018-06-13 Voll, Inc. Aerial vehicle navigation method
US20180152870A1 (en) * 2016-11-30 2018-05-31 Electronics And Telecommunications Research Institute Method and apparatus for applying millimeter wave-based mobile communication technology to unmanned aerial vehicle, operation method of unmanned aerial vehicle using the same, and communication method using the same
CN109283938A (zh) * 2018-09-27 2019-01-29 深圳市道通智能航空技术有限公司 一种无人机系统和无人机系统控制方法
WO2020101426A1 (ko) * 2018-11-16 2020-05-22 한국항공우주연구원 군집 비행 제어 방법 및 군집 비행 제어 시스템
US10461421B1 (en) * 2019-05-07 2019-10-29 Bao Tran Cellular system

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FORREST SHENG BAO: "Coverage-Based Lossy Node Localization for Wireless Sensor Networks", 《IEEE SENSORS JOURNAL》 *
宗群等: "多无人机协同编队飞行控制研究现状及发展", 《哈尔滨工业大学学报》 *
王仁军: "基于UWB定位的无人机集群系统", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士) 工程科技Ⅱ辑》 *
郭倩倩: "无人机天线自动跟踪系统的设计", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅱ辑》 *
齐俊桐: "自研软翼无人机自主飞行控制与仿真研究" *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113438009A (zh) * 2021-04-22 2021-09-24 珠海大横琴科技发展有限公司 信道分配方法、功率控制方法及相应的装置、设备、介质
CN113660634A (zh) * 2021-08-09 2021-11-16 山东信通电子股份有限公司 一种用于无人机机巢的自组网方法、系统及介质
CN115529681A (zh) * 2022-09-05 2022-12-27 一飞(海南)科技有限公司 一种编队飞机wifi配置重连及重新上线的方法、系统及应用

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