[发明专利]一种无人机网络路由选取方法、装置及无人机节点

说明书

本发明实施例提供了一种无人机网络路由选取方法、装置及无人机节点，应用于无线通信技术领域，包括：当判断目的节点不在无人机节点的通信范围内时，将源节点和目的节点之间的空间直线作为最佳虚拟路由线路，确定该线路上的虚拟中继节点，从虚拟中继节点中选取参考节点，接收无人机节点通信范围内的各个邻居节点发送的实际位置和运动状态，确定当前时间段内邻居节点的预测位置，利用预测位置计算对应的评判值，分别将对应的评判值应用于效用函数，将所对应的效用函数值最小的邻居节点确定为下一跳中继节点，并触发下一跳中继节点继续为目的节点进行路由选取。本方案解决了由于无人机的高速移动性，所导致的无人机网络通信路由链路不可靠的问题。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种无人机网络路由选取方法、装置及无人机节点。

背景技术

无人机由于具有自主飞行、快速部署和灵活组网的能力，所以在公用和民事领域均具有巨大的应用潜力，例如应急通信、环境监测、边境监视和监测、航空摄影以及灾难中的幸存者搜索和救援等。和单一无人机系统相比，多无人机系统能够更有效、更经济地完成任务。而在多无人机系统中，由于无人机具有快速移动性，会导致无人机网络拓扑结构的动态变化，使得无人机的路由不稳定。

在现有技术中，无人机路由算法没有考虑无人机的快速移动性对路由算法稳定性的影响，无疑会导致以下问题：由于无人机的高速移动性，所导致的无人机网络通信路由链路不可靠。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种无人机网络路由选取方法、装置及无人机节点，用以解决由于无人机的高速移动性，所导致的无人机网络通信路由链路不可靠的问题。具体技术方案如下：

本发明实施例提供了一种无人机网络路由选取方法，应用于无人机节点，包括：

当需要所述无人机节点建立关于源节点和目的节点之间的路由时，判断所述目的节点是否位于所述无人机节点的通信范围内，若是，将所述目的节点作为所述无人机节点的下一跳节点，路由选取结束；

若否，则将所述源节点和目的节点之间的空间直线作为最佳虚拟路由线路，确定所述最佳虚拟路由线路上的至少一个虚拟中继节点；按照预定的参考节点选取规则，从所述至少一个虚拟中继节点中选取参考节点；利用所述无人机节点通信范围内的各个邻居节点发送的实际位置和运动状态，确定当前时间段内所述各个邻居节点的预测位置；利用所述参考节点和所述预测位置，计算所述各个邻居节点对应的评判值，其中，任一邻居节点对应的评判值包括：该邻居节点与目的节点的距离、该邻居节点与所述参考节点的距离和该邻居节点在当前时间段内与所述无人机节点的持续连接时间；分别将各个邻居节点对应的评判值应用于效用函数，得到各个邻居节点对应效用函数值，将所对应的效用函数值最小的邻居节点，确定为所述无人机节点的下一跳中继节点，并触发所述下一跳中继节点继续为所述目的节点进行路由选取。

可选地，所述确定所述最佳虚拟路由线路上的至少一个虚拟中继节点，包括：

利用第一公式，计算待确定的虚拟中继节点的目标数量；

按照所述目标数量，将所述最佳虚拟路由线路等分，并将所述最佳虚拟路由线路上的各个等分点均确定为虚拟中继节点；

其中，所述第一公式为：

式中，N_V为所述目标数量，d_SD为所述源节点和目的节点之间的空间直线距离，d_max为无人机节点之间的最大通信距离。

可选地，所述按照预定的参考节点选取规则，从所述至少一个虚拟中继节点中选取参考节点，包括：

判断是否存在一个虚拟中继节点与目标点在最佳虚拟路由线路上的距离小于等于预定距离，所述目标点为所述无人机节点在所述最佳虚拟路由线路上的垂点；