多水下機(jī)器人編隊(duì)的組網(wǎng)通信方法研究
本文選題:水下機(jī)器人 + 編隊(duì)航行; 參考:《電機(jī)與控制學(xué)報》2017年05期
【摘要】:使用水下機(jī)器人組網(wǎng)編隊(duì)可以在更開闊的海域完成環(huán)境信息收集、區(qū)域搜索與快速環(huán)境感知等使命。為提高編隊(duì)通信效率,研究了水聲通信條件下多水下機(jī)器人組網(wǎng)通訊的方法。在多水下機(jī)器人的分層通信結(jié)構(gòu)中,基于拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建立了信道傳輸模型。根據(jù)傳輸模型,對于距離領(lǐng)航員AUV節(jié)點(diǎn)較遠(yuǎn)而距離其他跟隨AUV較近的節(jié)點(diǎn)采用線性拓?fù)鋫鬏敺绞?而對于其他AUV節(jié)點(diǎn)采用一對多競爭拓?fù)鋫鬏敺绞。在線性拓?fù)鋫鬏數(shù)淖赃m應(yīng)MAC協(xié)議中,領(lǐng)航員AUV和所有的跟隨AUV通過廣播與應(yīng)答的方式實(shí)現(xiàn)時間同步,之后跟隨AUV節(jié)點(diǎn)根據(jù)距離領(lǐng)航員AUV和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男Чx擇負(fù)責(zé)外圍節(jié)點(diǎn)的通信或休眠,這就降低了領(lǐng)航AUV的能量消耗,提高了整個AUV編隊(duì)組網(wǎng)的生存時間。而一對多競爭的自適應(yīng)MAC協(xié)議包含了一種改進(jìn)的握手機(jī)理,該協(xié)議可以降低傳輸?shù)膩G包率并提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。與AUV編隊(duì)結(jié)合的通信仿真表明了該方法的先進(jìn)性和有效性。
[Abstract]:The formation of underwater vehicles can complete the tasks of environmental information collection, regional search and rapid environmental awareness in the wider sea area. In order to improve the efficiency of formation communication, the communication method of multi-underwater vehicle network under underwater acoustic communication is studied. In the hierarchical communication structure of multiple underwater vehicles, a channel transmission model is established based on topological network structure. According to the transmission model, the linear topology transmission mode is used for the nodes which are far away from the AUV node of the navigator and closer to the other nodes following the AUV, while for the other AUV nodes, the one-to-many competing topology transmission mode is adopted. In the adaptive MAC protocol of linear topology transmission, the navigator AUV and all the following AUV realize time synchronization by broadcasting and answering. Then the following AUV nodes are chosen to be responsible for the communication or dormancy of the peripheral nodes according to the effect of the distance navigator AUV and data transmission. This reduces the energy consumption of the pilot AUV and improves the survival time of the whole AUV formation network. The adaptive MAC protocol of one-to-many competition includes an improved handshake mechanism, which can reduce packet loss rate and improve the throughput of the network. The communication simulation with AUV formation shows that the method is advanced and effective.
【作者單位】: 哈爾濱工程大學(xué)水下機(jī)器人技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國家自然科學(xué)基金(5129050,51579053,61633009)
【分類號】:TP242
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號:1803909
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