技术摘要：
本发明提出了一种跨介质异构无人集群系统分簇路由方法，属于异构无人集群系统组网领域。本发明对空海环境下的UAV、USV、UUV集群节点进行轮次分簇，其中USV节点具备声波与无线电双信道特性。在每个分簇周期内，USV节点将进行优先分簇，经过簇头竞争，簇成员确定，选出簇 全部
背景技术：
为获取海上资源，无论是在民用领域还是军用领域，各个国家越来越重视空海环 境下的系统作业能力，对基于空海环境下拥有空中UAV、水面USV、水下UUV的全方位无人集 群系统需求日益上升。该无人集群系统具有跨介质通信、节点集群化、节点类型异构、网络 类型异构等特点，故设计适用于空海环境下的跨介质异构无人集群系统组网方法，使得空 海环境下的无人集群系统能够有效完成跨介质异构网络通信，具有重要意义。 空海环境下，现有协同通信系统的技术方法主要为建立由空中无人机节点，水面 浮标节点，水下无人潜航器节点构成的跨介质通信系统，当数据需要由空中无人机节点传 输至水下无人潜航器节点时，浮标节点将会作为中继节点将空中的无线电信号进行转化， 向水下无人潜航器节点发送声信号。 以下文献介绍了目前空海环境下，跨介质异构系统通信技术的方法： [1]Zheng S,Wang X,Jiang W,et al.Lake trial of an underwater acoustic cross-media network testbed[C]//IEEE International Conference on Signal Processing. IEEE,2017. [2]专利“一种跨介质通信的海空协同监测系统及其使用方法”.中国专利，公开 号： 107231181A，公告日：2017-10-03. 文献[1]提出了一种跨介质通信系统并进行了实际测试，在一个湖中安装了四个 水下节点，一个水面节点，并在湖岸安装了一个地面节点，使用其中一个水下节点向其他三 个水下节点发送声信号，其他三个水下节点接收该声信号并转发至水面节点，水面节点接 收该声信号并转化为无线电信号发送至地面节点。该实验表明水下声通信的速率远低于水 上无线电通信速率。文献[2]提出了一种跨介质通信的海空协同监测系统，包括水下监测装 置、水面监测装置和浮标中继装置。 上述文献存在以下问题： (1)集中讨论单个水上节点-单个水面节点-单个水下节点的跨介质通信方法设 计，尚未对大规模的UAV、USV、UUV组成的集群化异构跨介质系统进行组网方式设计，缺乏有 效的组网方式。 (2)由于系统存在水上节点、水面节点、水下节点三类不同的节点和空气与水两种 不同的通信介质，且水介质中声信号的传输速率远低于空气介质中无线电信号传输速率， 如果仅仅利用水面节点完成介质转换的中继通信任务，那么在节点数目较多的情况下，水 下节点将无法利用空气介质中无线电信号的性能优势来提高水下节点的远距离传输性能， 从而降低整个系统的通信性能。 4 CN 111586785 A 说 明 书 2/6 页 (3)系统没有分簇思想，在大规模节点环境下节点间产生的通信碰撞较高，且路由 开销较大，对于节点能量没有考虑负载均衡，不能有效延长网络生存时间。
技术实现要素：
鉴于现有技术方法都只关注于单独的UAV，USV，UUV节点单条数据链的跨介质传输 方式，而没有从多节点角度出发，考虑集群化跨介质节点间的通信方法。本发明提供了一种 适用于跨介质异构集群系统分簇方法，能够使得UAV、USV、UUV节点实现簇头通信范围全覆 盖，簇头分布不重叠，且使得靠近USV节点的UAV、UUV节点更有机会成为簇头，为跨介质通信 提供更多链路选择。 本发明技术方法为一种跨介质异构无人集群系统分簇路由方法，该方法包含以下 步骤： 步骤1：节点判断自身类型，根据UAV，USV，UUV的分类执行下一步操作； 如果是USV节点则进入步骤2，且USV节点下列过程中，均同时产生无线电信号和声 信号，实现水上和水下介质的全方位广播通信； 如果是UAV节点则在等待T3时间后，若收到来自USV的簇头确认广播包，则进入步 骤3，若未收到USV的簇头确认广播包，则进入步骤2； 如果是UUV节点则在等待T4时间后，若收到来自USV的簇头确认广播包，则进入步 骤4，若未收到USV的簇头确认广播包，则进入步骤2； 其中，T3
