无人机,简称UAV(Unmanned Aerial Vehicle)或drone,它不仅用途广泛,而且近年来,多无人机应用的相关技术更是受到了大量的关注并已取得了许多研究成果。无人机之间的通信算法,是支持这些应用的关键技术之一。然而,由于无人机网络的移动特性和拓扑结构的不可预测性,大多数现有的路由协议都不适用于无人机网络。本文提出了一种适用于大规模无人机网络的分布式虚拟骨干网构建算法,在此基础上,我们还提出了对此通信网进行维护的方法。我们的算法是完全分布式和可扩展的,因为我们在整个构建和维护的过程中只需要无人机邻居的信息。我们用无人机间的距离作为衡量标准,所有网络中的无人机根据这一量度进行分簇,并构建一个稳定和有效的通信网络结构。我们还充分利用了无线网络中无人机可以监听到其邻居的广播信息的特点,使得算法在构建虚拟骨干网时能够高效地将各个簇的簇头进行连接。总的来说,我们的算法减少了在构建通信网络时所需广播的控制信息的数量,并在通信骨干网构建的完成时间上具有优势。模拟实验结果也证明了我们所提出的算法是行之有效的。在无人机智能和系统化的发展趋势下,多无人机应用也变得越来越复杂。但在消费级无人机已经非常普及的今天,无人机自身的通信能力和计算能力依然有限,无人机之间无法直接通信并进行实时的自主协同飞行。本文专注于研究能够支持多无人机组网应用的可自主协同飞行的轻微型无人机。我们在行业应用级无人机的基础上,为其增加可机载的高性能板载计算设备和无线通信设备,使其具备互相直接通信,以及处理实时数据和进行复杂算法运算的能力。利用无人机的可对飞控系统进行交互控制的SDK,开发和实现了可使无人机进行自主协同飞行的应用程序和控制逻辑。我们采用分布式的结构,使得各个功能程序与飞行控制程序相对独立且易于替换。因此,我们的可自主协同飞行的无人机平台有较高的计算能力和可扩展性,多无人机之间能够互相直接通信并进行自主协同飞行任务。最后,我们使用可自主协同飞行无人机平台进行模拟和实际飞行实验,完成了多无人机自主协同飞行的飞行任务。