目前無人機(jī)集群仍然是無人機(jī)研究中的一大熱點(diǎn)，受到國內(nèi)外廣泛的關(guān)注和重視。其中，無人機(jī)集群通信組網(wǎng)系統(tǒng)更是大家關(guān)注的重點(diǎn)。

做無人機(jī)研究的大都是電氣工程、計算機(jī)類專業(yè)出身，對通信方面的知識了解有限，所以很多開發(fā)者在做無人機(jī)集群研究時，碰到與通信相關(guān)的問題就會非常頭疼。由于不知曉4G(5G)，WIFI，zigbee，NB-IOT，LORA，mesh無線自組網(wǎng)等通信組網(wǎng)方式的特點(diǎn)，在面臨通信組網(wǎng)方式的選擇時常常無從下手。哪怕最后選型得以確定，也無法在無人機(jī)上完成部署和使用。

對于通信方案的選型和通信組網(wǎng)方式的確定，這些都可以在上網(wǎng)查閱后得到了解。盡管內(nèi)容很多，但只有在自己掌握后，才能更好地去做無人機(jī)集群的相關(guān)研究。

在此，我們針對選好通信組網(wǎng)方式后如何將通信組網(wǎng)模塊與無人機(jī)結(jié)合起來使用這點(diǎn)，分享一些我們的經(jīng)驗。

在分享之前，我們要對無人機(jī)的框架組成有基本的了解。我們這套方案使用的無人機(jī)是由機(jī)架、電機(jī)、定位模塊、飛控，機(jī)載計算機(jī)、通信模塊等部分組成。其中，飛控充當(dāng)“小腦”角色，控制無人機(jī)；機(jī)載計算機(jī)充當(dāng)“大腦”角色，進(jìn)行任務(wù)決策規(guī)劃。而無人機(jī)集群通信就是讓無人機(jī)的“大腦”間實現(xiàn)相互的交流。

接下來，我們會詳細(xì)說明室內(nèi)外場景中，無人機(jī)集群通信是怎樣實現(xiàn)的。針對室外場景，應(yīng)用研究方向會更多一些，所以要根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸量，通信距離等指標(biāo)來衡量實現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)。

在我們這套方案中，采用的是阿木實驗室自研的HOMER模塊。HOMER模塊含有電源口，網(wǎng)口以及串口等接口。第一步先把HOMER模塊安裝在無人機(jī)上，根據(jù)HOMER模塊的供電電壓以及電源接口選擇合適的模塊與電池連接，這樣通電問題就解決了。需要注意一點(diǎn)，將通信模塊安裝到無人機(jī)之前要先將通信模塊進(jìn)行配置，保證通信模塊相互通信是沒有問題的。

再就是把機(jī)載計算機(jī)和HOMER模塊的網(wǎng)口進(jìn)行連接。機(jī)載計算機(jī)上裝有Linux操作系統(tǒng)以及專門的ROS，對Linux操作系統(tǒng)來講，機(jī)載計算機(jī)在以有線連接的方式接入了該局域網(wǎng)后，會生成一個IP；但一般情況下，每架無人機(jī)我們都會設(shè)置它的靜態(tài)IP，后在ROS內(nèi)進(jìn)行多機(jī)通信配置。

關(guān)于ROS多機(jī)通信配置，大家如果不清楚，可以在網(wǎng)上查找其相關(guān)資料。它的本質(zhì)就是把ROS主機(jī)放在機(jī)載計算機(jī)設(shè)備上，這樣其他機(jī)載計算機(jī)上運(yùn)行的ROS節(jié)點(diǎn)就能實現(xiàn)相互間的通信及數(shù)據(jù)交互，進(jìn)而推進(jìn)無人機(jī)相互之間的數(shù)據(jù)交互。

最后，根據(jù)自己的研究內(nèi)容，部署相關(guān)算法程序到ROS上就可以了。前面中提到HOMER本身是有串口的，通過串口將飛控接入到該局域網(wǎng)，處于同局域網(wǎng)的地面端電腦就可以實現(xiàn)對無人機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

從上圖可以看到，通信模塊會搭載形成局域網(wǎng)，地面端電腦遠(yuǎn)程控制無人機(jī)集群，無人機(jī)之間也可以通過局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。當(dāng)然，有些通信模塊可能只會提供一個網(wǎng)口，這時如果地面端電腦想要遠(yuǎn)程監(jiān)控飛控狀態(tài)，也可以用機(jī)載計算機(jī)有線連接飛控，從而使飛控數(shù)據(jù)得以轉(zhuǎn)發(fā)到地面端電腦。

其實，以上內(nèi)容總結(jié)下來，上述方案中無人機(jī)通信模塊接入無人機(jī)主要就是兩點(diǎn)：

1、 解決通信模塊的供電；

2、 完成無人機(jī)與通信模塊的軟硬件配置 。

通常室內(nèi)場景中，空間范圍小，對通信距離要求低，所以我們基于WIFI的集群通信方式，使用Wifi路由器來搭建無人機(jī)集群通信方案。由Wifi路由器提供局域網(wǎng)，而我們無人機(jī)的機(jī)載計算機(jī)也會通過無線連接的方式接入局域網(wǎng)，和上面講的有線連接接入該局域網(wǎng)實質(zhì)是一樣的。因此也建議大家配置好靜態(tài)IP以及ROS多機(jī)通信的配置。在路由器組網(wǎng)后，飛控的數(shù)據(jù)只能通過機(jī)載計算機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

希望以上內(nèi)容的介紹，能讓大家了解如何將通信模塊接入到無人機(jī)，了解無人機(jī)之間數(shù)據(jù)交互的實現(xiàn)過程。當(dāng)然這是以我們所使用的這套方案來講解的，適用性有限，僅供大家來參考。

本期內(nèi)容到這里就結(jié)束了，我們下期再見！