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专利号: 2021103887318
申请人: 西华大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多机协同作业方法,其特征在于,包括:

中心平台搭载子无人机飞行至预设位置,在所述预设位置释放所述子无人机;其中,所述中心平台搭载5G基站;所述中心平台设有第一充电端,所述子无人机设有第二充电端,所述子无人机搭载于所述中心平台,所述第一充电端与所述第二充电端连接,所述中心平台对所述子无人机充电;

所述中心平台包括混合动力模块和机翼,所述混合动力模块包括燃油发动机和电机,所述燃油发动机和所述电机分别与所述机翼连接;监控所述中心平台的飞行状态,以优化动力分配:若中心平台处于垂直起飞状态,燃油发动机采用低功率运行,电机提供主要动力源;若中心平台处于悬停状态,燃油发动机关闭,电机提供动力;若中心平台处于水平飞行状态,燃油发动机提供主要动力源,电机采用低功率运行;若中心平台需要长距离飞行,燃油发动机处于半功率运转,电机处于半功率运转;若中心平台需要短距离飞行,燃油发动机提供动力,电机关闭;当中心平台需要搭载多个子无人机整体移动时,燃油发动机工作,电机停止;

当燃油发动机工作中有剩余能量溢出,则通过带动发电机转动实现发电,将发电机输出的电能储存到锂电池中,实现存储电能以备用,锂电池用于直接驱动电机转动,或为子无人机充电;

所述5G基站发射5G信号并进行组网,所述子无人机在所述组网范围内执行任务;

其中,所述组网方法包括:

所述中心平台发送组网广播信号,记为第一逻辑层;

记录所述子无人机接收到所述组网广播信号的逻辑ID,记为第二逻辑层;

将所述第二逻辑层中的任一节点作为下一层逻辑层的中心节点,继续扩展网络拓扑结构;选择所述第一逻辑层或所述第二逻辑层继续扩展蛛网逻辑拓扑网,直至所有节点接入所述蛛网逻辑拓扑网;

根据所述逻辑ID生成路由表;

根据所述路由表建立蛛网逻辑拓扑网,以代替通信协议部分层网络;

制定所述蛛网逻辑拓扑网的自动路由协议,完成组网,定义网络覆盖范围;

若有一个或多个子无人机退出或重新返回网络覆盖范围时,中心平台与子无人机之间建立的蛛网联系会实时变化,以确保所有子无人机均在5G信号网络覆盖范围内工作;当有子无人机返回充电的情况下,原来组网的网络覆盖范围会有所变化,其余子无人机将重新定义网络覆盖范围;当子无人机充电完成,再次脱离中心平台,重新回到信号覆盖范围内进行工作,并进一步扩大5G信号覆盖范围;

所述子无人机在所述蛛网逻辑拓扑网内执行任务的步骤还包括:

定义搜索范围,在所述搜索范围内优化各个所述子无人机的飞行路径;其中,通过航拍相机拍摄实地环境,将实地环境的图文信号传递至中心平台,通过中心平台返回图文形信息到控制总台,控制总台根据实际接收的图文形信息制定搜索策略,控制子无人机进行搜索任务,定义搜索范围,子无人机在搜索范围内移动,通过信号搜索装置搜寻目标信号;

以所述5G基站为主基站,多个所述子无人机通过蛛网算法模式在网状结构区域固定点与所述主基站建立联系;

所述主基站移动时,多个所述子无人机跟随移动,以使得所述网状结构区域范围内均有5G信号覆盖;

所述子无人机搜寻目标信号,并将所述目标信号发送至所述中心平台;所述中心平台获取所述目标信号位置并根据所述目标信号位置生成区域路线图;控制总台直接向各个子无人机发送控制指令,或者,控制总台向中心平台发送控制指令,中心平台再将控制指令分发至各子无人机。

2.根据权利要求1所述的多机协同作业方法,其特征在于,所述组网方法还包括:重复发送组网广播信号,以降低数据误码率。

3.根据权利要求1所述的多机协同作业方法,其特征在于,所述子无人机在所述蛛网逻辑拓扑网内执行任务的步骤还包括:所述子无人机进行电量检测,当实际电量达到预警值,所述子无人机返回充电;

其余所述子无人机重新定义所述网络覆盖范围。

4.一种多机协同作业装置,其特征在于,适用于权利要求1至3中任一项所述的多机协同作业方法,所述多机协同作业装置包括中心平台和多个子无人机;

所述中心平台用于搭载所述子无人机飞行至预设位置,并在所述预设位置释放所述子无人机;所述中心平台还用于发射5G信号并与所述子无人机进行组网;

所述子无人机用于在所述组网范围内执行任务。

5.一种多机协同作业系统,其特征在于,包括控制总台和权利要求4所述的多机协同作业装置,所述中心平台与所述控制总台通信连接。