一种基于人工智能的多平台通信控制系统及方法与流程

本发明涉及多平台通信控制，具体为一种基于人工智能的多平台通信控制系统及方法。

背景技术：

1、随着无人机应用的普及及应用场景的多样化，人们对无人机的使用需求也在不断提升，在无人机通信平台，人们能够实时接收无人机内置传感器采集的传感器数据，并通过无线通信技术实现无人机与相应的无人机通信平台的信息交互；但是通常无人机与无人机通信平台存在一定程度上的有效通信距离，超出相应的有效通信距离，两者之间的信息交互容易出现丢失的情况，无人机通信平台也无法实现对相应的无人机的有效管控。

2、现有的基于人工智能的多平台通信控制系统，通常采用中转基站/中继机的方式来实现无人机与无人机通信平台的远距离信息交互，在一定程度上拓展无人机与无人机通信平台的有效通信距离；但是，现有技术的中转基站位置通常是固定的，而无人机的飞行位置则是动态，进而现有通信方式往往不稳定；同时，中转基站及中继机的通信参与方式会使得无人机与无人机通信平台的通信复杂度增加，进而在无人机通信平台向无人机下发指令时，中继机接收的通信信号会更加杂乱，增加其对通信信号的筛选/处理难度，不利于同时对多个无人机通信平台的控制。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于人工智能的多平台通信控制系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于人工智能的多平台通信控制方法，所述方法包括以下步骤：

3、s1、获取待监测的无人机通信平台，每个无人机通信平台绑定一台无人机，并与相应的无人机进行信息交互；将待监测的多个无人机通信平台进行绑定，绑定的各个无人机通信平台分别对应的无人机之间能够进行信息传递，且绑定的各个无人机通信平台进行数据联网传递；

4、s2、选取绑定的各个无人机通信平台中任意一个无人机通信平台对应的无人机作为参照无人机；通过参照无人机上的通信雷达实时传输通信信号，并将接收到参照无人机传输的通信信号的无人机作为参照无人机所属通信传输链上的一个次级链节点，构建参照无人机对应的各个通信传输链；每个通信传输链上同一级别的链节点的个数唯一；

5、s3、根据参照无人机所属各个通信传输链传输的通信信号，锁定不同链节点之间的相对位置，并结合历史数据中不同链节点之间通信数据，分析参照无人机对应的每个通信传输链相应的风险波动值；

6、s4、根据参照无人机对应的每个通信传输链相应的风险波动值，控制参照无人机对应的无人机通信平台向参照无人机下达指令时的通信传输链路；并在风险波动值异常时，对参照无人机对应的无人机通信平台所属的管理员进行预警反馈，辅助相应管理员进行参照无人机指令传输的通信传输链调控决策。

7、进一步的，所述s1中绑定的不同无人机通信平台连接同一个云端，无人机通信平台接收到绑定的各个无人机通信平台对应的任意一个无人机传输的通信信号后，均会将通信信号上传到云端，并通过云端将通信信号反馈给相应通信信号对应的无人机信号源所属的无人机通信平台上，所述无人机信号源为初次发射相应通信信号的无人机；

8、绑定的无人机通信平台对应的无人机上均含有信号收发装置，并通过信号收发装置接收/发送绑定的无人机通信平台对应的无人机之间传输的通信信息号。

9、进一步的，所述s2中构建参照无人机对应的各个通信传输链的方法包括以下步骤：

10、s21、以参照无人机为无人机信号源，以含有参照无人机内置传感器采集信息的通信信号作为待传输的通信信号；

11、s22、将接收到参照无人机传输的通信信号的无人机作为参照无人机所属通信传输链上的一个次级链节点；并将参照无人机所属通信传输链上的一个次级链节点作为参照无人机的一个中继传输点，将所得中继传输点接收到的通信信号的处理结果作为待传输信号；

12、s23、通过参照无人机的每一个中继传输点对应无人机上的信号收发装置发射待传输信号，获取接收到待传输信号且不为相应中继传输点至参照无人机对应的通信链路上各个链节点的所有无人机，作为参照无人机相应的中继传输点的各个次级链节点；

13、若参照无人机相应的中继传输点的某个次级链节点为空或为任意一个被绑定的无人机通信平台，则将参照无人机相应的中继传输点的相应次级链节点至参照无人机对应的通信链路作为参照无人机的一个完整传输链路，并跳转到s24；

14、若参照无人机相应的中继传输点的某个次级链节点不为空且不为任意一个被绑定的无人机通信平台，则将参照无人机相应的中继传输点的相应次级链节点均作为参照无人机的一个新的中继传输点，将所得新的中继传输点接收到的通信信号的处理结果作为待传输信号，并将每个新的中继传输点及待传输信号作为s23的输入，重复执行s23的操作；

15、s24、获取s23接收到的各个完整传输链路，剔除对应的参照无人机最后一个次级链节点不为被绑定的无人机通信平台的所有完整传输链路，将剩余的每个完整传输链路均作为参照无人机对应的一个通信传输链；

16、所述s2中每个通信传输链上的链节点传输的通信信号包括传输特征序列及特征采集信息，所述特征采集信息为参照无人机内置传感器采集信息；

17、将通信传输链上的第i1个链节点传输的通信信号中传输特征序列记为a1→a2→...→ai→...→ai1，其中，ai表示通信传输链上的第i1个链节点传输的通信信号中传输特征序列中，第i个链节点对应的信号接收特征数据对；每个信号接收特征数据对包括第一特征数据及第二特征数据；

18、所述第一特征数据为信号接收特征数据对对应的链节点的无人机编号，且绑定的无人机通信平台分别对应的无人机的编号是数据库中预置的；

19、所述第二特征数据为信号接收特征数据对对应的链节点在接收前一个链节点传输的通信信号的过程中，机身上的信号收发装置在接收的通信信号强度最大时的接收向量；所述第二特征数据对应的接收向量的指向与信号接收特征数据对对应的链节点在接收前一个链节点传输的通信信号的过程中，机身上的信号收发装置在接收的通信信号强度最大时的信号接收指向相同；所述第二特征数据对应的接收向量的模长等于相应通信信号从上一链节点开始发射至相应信号接收特征数据对对应的链节点开始接收之间的时间间隔；

20、所述通信传输链上的第i1个链节点传输的通信信号中传输特征序列中，第1个链节点对应的信号接收特征数据对的第二特征数据为空；

21、同一无人机在针对同一参照无人机的不同通信传输链时分别对应的通信信号不同。

22、本发明构建参照无人机的通信传输链时，考虑到参照无人机向相应参照无人机通信平台传输通信信号的过程中，通信信号的传输途径存在差异，不同的传输途径，对应的参照无人机向相应参照无人机通信平台通信之间途径的无人机（中继机）序列存在差异；构建参照无人机的通信传输链（通信传输链的构建结果是动态的，各个无人机通信平台绑定的无人机位置，均会影响最终的通信传输链构建结果），为后续步骤分析每个通信传输链的风险波动值提供了数据支撑。

23、进一步的，所述s3中锁定不同链节点之间的相对位置时，选取同一通信传输链中任意两个链节点，分别记为b1与b2，且b1至参照无人机之间的链节点个数小于b2至参照无人机之间的链节点个数；则b1与b2之间的相对位置为b1与b2之间的各个链节点分别对应的信号接收特征数据对中第二特征数据及b2对应的信号接收特征数据对中第二特征数据相加后所得的和向量；

24、本发明锁定不同链节点之间的相对位置，其目的是为了能够在参照无人机对应的通行平台上准确定位参照无人机的空间位置；同时，也为后续步骤中由参照无人机通信平台向参照无人机传输指令时，快速锁定通信信号传输方向提供了数据参照；

25、所述s3中分析参照无人机对应的每个通信传输链相应的风险波动值的方法包括以下步骤：

26、s31、获取参照无人机对应的每个通信传输链，将参照无人机对应的第j个通信传输链记为dj；

27、s32、得到参照无人机对应的第j个通信传输链相应的风险波动值，记为fj，

28、，

29、其中，l（i2，i2+1）表示dj中第i2个链节点与第i2+1个链节点之间的节点距离，i2∈[1，i3-1]且i3为dj中的链节点总个数；

30、r（i2，i2+1）表示无人机在相应节点距离l（i2，i2+1）时的通信风险系数，所述r（i2，i2+1）等于历史数据库中通信距离小于等于相应节点距离时的异常通信次数与通信总次数的比值，且异常通信次数为通信时信号接收方接收到的通信信号存在坏损或丢失的情况；

31、max{r（i2，i2+1）|i2∈[1，i3-1]}表示i2∈[1，i3-1]时分别对应的各个r（i2，i2+1）中的最大值；

32、tj表示每次通过dj传输的通信信号中，从参照无人机开始发射的时间点至dj中无人机通信接收平台成功接收相应通信信号的时间点之间的间隔时长；

33、β1表示第一转化系数，且β1为数据库中预置的常数。

34、本发明分析参照无人机的通信传输链的风险波动值，是为了对各个通信传输链的综合状况进行评估，为后续筛选参照无人机对应的无人机通信平台向参照无人机下达指令时的通信传输链路提供了数据基础。

35、进一步的，所述s4中控制参照无人机对应的无人机通信平台向参照无人机下达指令时的通信传输链路的方法包括以下步骤：

36、s41、获取参照无人机对应的每个通信传输链相应的风险波动值，并按照对应风险波动值从小到大的顺序对参照无人机对应的各个通信传输链进行排序，生成参照无人机通信传输链的优先级序列；

37、s42、将参照无人机通信传输链的优先级序列中第一个元素对应的序列片段作为待分析序列片段，并跳转到s43；

38、s43、接收待分析序列片段，计算待分析序列片段的综合风险波动值，并将待分析序列片段的综合风险波动值与m进行比较，且m为数据库中预置的常数，

39、当待分析序列片段的综合风险波动值小于m时，则将待分析序列片段中每个元素对应的通信传输链均作为一个指令传输特征，并跳转到s44；

40、当待分析序列片段的综合风险波动值大于等于m时，进一步判断待分析序列片段内最大序号与参照无人机通信传输链的优先级序列中最大序号的关系，

41、若待分析序列片段内最大序号小于参照无人机通信传输链的优先级序列中最大序号，则将参照无人机通信传输链的优先级序列中，对应序号不超过待分析序列片段内最大序号的后一个序号的所有元素构成的序列片段作为新的待分析序列片段，并重复执行s43；

42、若待分析序列片段内最大序号等于参照无人机通信传输链的优先级序列中最大序号，则将待分析序列片段中每个元素对应的通信传输链均作为一个指令传输特征，并跳转到s44；

43、获取待分析序列片段的综合风险波动值时，将待分析序列片段的综合风险波动值记为g，则，

44、其中，fpmin表示待分析序列片段中最小序号对应元素的风险波动值；fpmax表示待分析序列片段中最大序号对应元素的风险波动值；fpk表示待分析序列片段中序号为k的元素的风险波动值；k1表示待分析序列片段中的最大序号，且k∈[1，k1]；表示k∈[1，k1]时的各个的连续乘积；

45、s44、接收获取的所有指令传输特征，将所接收的所有指令传输特征构成的集合记为指令传输特征集合，并将所得指令传输特征集合与参照无人机进行绑定，控制参照无人机对应的无人机通信平台向参照无人机下达指令时，同时控制参照无人机绑定的指令传输特征集合内每个元素对应的通信传输链路发送相应的指令；参照无人机绑定的指令传输特征集合内各个通信传输链路传输的同一指令，参照无人机只执行一次且执行的是最先接收的指令。

46、本发明通过计算待分析序列片段的综合风险波动值，实现对参照无人机绑定的指令传输特征集合的智能筛选，明确在控制参照无人机对应的无人机通信平台向参照无人机下达指令时，需要控制发送相应的指令的参照无人机绑定的指令传输特征集合内每个元素对应的通信传输链路。

47、进一步的，所述s4中对参照无人机对应的无人机通信平台所属的管理员进行预警反馈时，对风险波动值异常情况的判定方式为参照无人机通信传输链的优先级序列中最小序号对应的风险波动值大于等于m的情况；生成的预警反馈中包含参照无人机通信传输链的优先级序列及参照无人机绑定的指令传输特征集合。

48、一种基于人工智能的多平台通信控制系统，所述系统包括以下模块：

49、多通信平台关系绑定模块，所述多通信平台关系绑定模块获取待监测的无人机通信平台，每个无人机通信平台绑定一台无人机，并与相应的无人机进行信息交互；将待监测的多个无人机通信平台进行绑定，绑定的各个无人机通信平台分别对应的无人机之间能够进行信息传递，且绑定的各个无人机通信平台进行数据联网传递；

50、通信传输链构建模块，所述通信传输链构建模块选取绑定的各个无人机通信平台中任意一个无人机通信平台对应的无人机作为参照无人机；通过参照无人机上的通信雷达实时传输通信信号，并将接收到参照无人机传输的通信信号的无人机作为参照无人机所属通信传输链上的一个次级链节点，构建参照无人机对应的各个通信传输链；

51、链路风险分析模块，所述链路风险分析模块根据参照无人机所属各个通信传输链传输的通信信号，锁定不同链节点之间的相对位置，并结合历史数据中不同链节点之间通信数据，分析参照无人机对应的每个通信传输链相应的风险波动值；

52、指令传输链路管控模块，所述指令传输链路管控模块根据参照无人机对应的每个通信传输链相应的风险波动值，控制参照无人机对应的无人机通信平台向参照无人机下达指令时的通信传输链路；并在风险波动值异常时，对参照无人机对应的无人机通信平台所属的管理员进行预警反馈，辅助相应管理员进行参照无人机指令传输的通信传输链调控决策。

53、进一步的，所述通信传输链构建模块包括参照对象锁定单元及链路构建单元；

54、所述参照对象锁定单元选取绑定的各个无人机通信平台中任意一个无人机通信平台对应的无人机作为参照无人机；

55、所述链路构建单元通过参照无人机上的通信雷达实时传输通信信号，并将接收到参照无人机传输的通信信号的无人机作为参照无人机所属通信传输链上的一个次级链节点，构建参照无人机对应的各个通信传输链；每个通信传输链上同一级别的链节点的个数唯一。

56、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明在通过对多平台通信控制实现拓展无人机与无人机通信平台的有效通信距离的过程中，在无人机通信平台获取相应无人机的采集信息时，构建动态的通信传输链，并从多角度分析通信传输链在通信时的风险状态，筛选指令下达时的通信传输链路，在确保通信指令传输稳定的情况下，降低通信传输链中各个链节点接收信号的复杂度，实现对多平台通信的有效管控。