Ситуация такая. В воздухе летает многочисленый (сотни штук) "пчелиный рой", оснащённый радиомодулями и GPS-датчиками. Все "пчёлы" летают внутри сферы радиуом 1 км. Необходимо, чтобы каждая из пчёл "знала" координаты остальных пчёл (можно не всех, но хотя бы ближайших - чтобы с ними не столкнуться).

Т.е. по радиоканалу, каждая "пчела" должна периодически (раз в 1-2 секунды) передавать очень короткий пакет данных (~30 байт) со своим ID-шником, координатами и скоростью (направлением движения). Вопрос: как это реализовать? Основной проблемой я вижу "наложение" пакетов от различных "пчёл" друг на друга.

В качестве решения проблемы я обдумываю синхронизацию по времени (у меня же есть GPS-датчик, а значит и точное время) и задание каждой "пчеле" уникального "временного отступа". Например, "пчела" с ID=1 будет выдавать "пакет" каждую секунду в моменты "ЧЧ.ММ.СС.00+1мс". Например, "пчела" с ID=2 будет выдавать "пакет" в моменты "ЧЧ.ММ.СС.00+2мс". И т.д.

Т.е. в моменты с целым числом секунд + столько-то миллисекунд (число миллисекунд определяется ID-шником). Это позволит запускать до тысячи "пчёл", что даже превышает требования.

Просьба покритиковать решение, ну и поделиться своими соображениями.

То есть, с магнитной записью на диск и сохранением данных, считаем, разобрались?
Теперь переходим к взаимной навигации ЛА и коллизиям на каналах связи.
А позвольте узнать (без всяких шуток), с какой скоростью и на каком допустимом расстоянии друг от друга летают ваши пчелы и, следовательно, как часто надо обновлять (гарантированно!) взаимные координаты и вектора скоростей (ускорений)?

Пчёлы летают со скоростью маленьких беспилотных вертолётиков. Т.е. максимум 150 км/ч. Это верхняя оценка, а взаимные скорости будут заметно меньше.

Обновлять координаты - раз в 1-3 секунды (IMHO это достаточно, чтобы успеть выдавать корректирующие микро-импульсы и поддерживать безопасную дистанцию в 25-50 метров).

А почему бы не использовать многоканальную систему? или у вас жесткие ограничения?

Если суммарная ширина каналов будет небольшой, то можно и так. Но, по-моему, это сложнее. Как считывать данные одновременно с сотен каналов? Готовые радиомодули работают, максимум, с 20-30 каналами. Да и глупо это: по каждому каналу будут передаваться мизерные пакеты данных, а в 99,99% времени они будут "пустовать".

ZigBee подойдет под данную задачу ? Обеспечит маршрутизацию сообщений и понизит мощность передатчика, что для ЛА критично(вес). Только придется обеспечить цепочку из ЛА до базы.

Сообщение отредактировал Hellper - Aug 12 2009, 13:36

Так они у вас достаточно ”умные, чтобы строем летать” © в одном общем направлении с фронтом в километр, или все-таки хаотично движутся в диаметре километра со скоростями в 150 км/ч?

Сообщение отредактировал 1S49 - Aug 12 2009, 14:29

ZigBee ни за что в жизни не обеспечит возможности передавать нескольким сотням устройств раз в 1-2 секунды.
Лучший полученный результат - на плотной сети ~120 узлов передача каждым узлом раз в 30 секунд. Правда с подтверждением доставки. Но без нее сильно лучше не станет.

Насколько я понял, задача заключается в том, чтобы обмениваться информацией только с ближайшими устройствами, которые находятся в радиусе действия радиосвязи, т.е. никакая ретрансляция пакетов не требуется. Поэтому ZigBee или что-то подобное здесь не нужно.

Думаю, что предложенный автором темы вариант временного разделения вполне работоспособен. Можно использовать те же приемопередатчики IEEE 802.15.4, широковещательную передачу и постоянное прослушивания канала. Правда в 802.15.4 передать пакет из 30 байт за 1 мс не получится, затраты будут порядка 2 мс, но это тоже укладывается в исходные требования задачи. Проблема может быть с надежностью широковещательной передачи, но тут нужно смотреть насколько критична возможная потеря пакета.

Если за секунду вертолетик может пролетать до 540м, а в рое движение случайное и на встречных курсах они покроют расстояние 1080м, то условия задачи кажутся взаимоисключающими

как альтернатива (при наличии времени/средств), каждой "пчелке" по UWB-радару что бы небоялись столкновений - амеры делали радар для вертолетов и БЛА что бы не врезатся в ЛЭП - UWB-радар оказался легче, дешевле и точнее чем лазерный и радар выполненный по "классической" схеме.

 UWB___________.pdf ( 397.27 килобайт ) Кол-во скачиваний: 2269

 UWB_____________________.pdf ( 114.71 килобайт ) Кол-во скачиваний: 2080

 UWB_____________.pdf ( 297.03 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1974

 UWB____________2.pdf ( 163.44 килобайт ) Кол-во скачиваний: 732

 UWB___________.pdf ( 126.22 килобайт ) Кол-во скачиваний: 982

Для решения любой системной задачи нужен СИСТЕМОТЕХНИК.
Это человек, который в состоянии СФОРМУЛИРОВАТЬ задачу, как она есть, отсекая излишества.
Если глянуть на первый пост, то ломать голову нужно не над насилованием узкой полосы радиоканала, коллизиями при передаче, а над главной задачей: пчелы не должны сталкиваться.
Вам нужно не передавать абсолютные мировые координаты всех всем, (дали миру GPS, теперь его , как у дурня махорки, все карманы забиты), а дать информацию о том, что РЯДОМ с объектом появился другой (другие) объекты.
Вот в этом направлении и подумайте.
Может, тут и без радиоканала обойтись можно. Смотря, какое расстояние будем считать безопасным.

+1


ps: на каждой пчелке ВЧ передатчик с фиксированной мощностью и АМ-детектор

Боюсь, несмотря на все мое к Вам уважение, системотехник из Вас плоховат. Как Вы представляете себе работу автопилота ЛА при решении задачи предотвращения столкновения, если известно, что препятствие есть, но более о нем ничего неизвестно (это предлагаемый Вами путь).

С другой стороны не могу не согласиться с Вами, что использование СРНС как к каждой (_*_) затычки - это реалии сегодняшнего дня, и, по большому счету, такие решения надо пресекать на корню. Хотя бы просто потому, что при заявленной динамике данные с приемника будут безнадежно запаздывать. Еще куда ни шло ИНС с коррекцией по СРНС, но...

Если подходить к этой задаче с позиций системотехники, то лично я вообще сомневаюсь в возможности решения данной проблемы в комплексе без хождения ЛА строем в прямом смысле слова. Слишком уж много целей при произвольных эволюциях всех ЛА в рое, а вес бортаппаратуры явно ограничен (и как следствие, есть предел сверху по вычислительной мощности).

как то нам выписывали журнал о новостях электроники (осень 2007) - там писали о проектах DARPA - они моделировали на БЛА полет стаи птиц, дословно - БЛА управлялись нейросетью бортовых ЭВМ