本發(fā)明低空飛行器管理領(lǐng)域，具體的說是一種低空飛行器的高效能管理與分配系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在實(shí)際應(yīng)用中，眾多低空飛行器需要執(zhí)行不同的飛行任務(wù)，如何合理地安排飛行器的任務(wù)執(zhí)行順序，以及在飛行器電量管理方面，確保高效充電且不超過安全閾值，同時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)任務(wù)，成為亟待解決的問題?，F(xiàn)有技術(shù)中，飛行器的任務(wù)調(diào)度和充電管理通常缺乏動(dòng)態(tài)調(diào)整能力，無法有效應(yīng)對(duì)突發(fā)任務(wù)或充電資源的限制，導(dǎo)致任務(wù)執(zhí)行效率低下，甚至可能引發(fā)安全隱患。

2、如授權(quán)公告號(hào)為cn106886423b的中國(guó)專利公開了分配可加載軟件飛行器部件(lsap)的方法和設(shè)備，軟件飛行器部件管理設(shè)備包括：庫(kù)、接收模塊、代理服務(wù)器、飛行器上的機(jī)載電子分配系統(tǒng)和便攜的軟件維護(hù)工具。地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上的庫(kù)存儲(chǔ)和管理飛行器的軟件飛行器部件。接收模塊能夠從供應(yīng)商接收軟件飛行器部件并且將軟件飛行器部件發(fā)送給庫(kù)。代理服務(wù)器與庫(kù)通信并且能夠?qū)④浖职l(fā)給多個(gè)飛行器客戶系統(tǒng)。機(jī)載電子分配系統(tǒng)是飛行器客戶系統(tǒng)并且能夠通過代理服務(wù)器從庫(kù)接收飛行器的軟件飛行器部件。便攜式軟件維護(hù)工具提供將軟件飛行器部件發(fā)送給飛行器的機(jī)載電子分配系統(tǒng)的替代途徑。

3、以上現(xiàn)有技術(shù)存在以下問題：只涵蓋了軟件飛行器部件的接收、存儲(chǔ)、分發(fā)及維護(hù)等環(huán)節(jié)，未涉及飛行器任務(wù)規(guī)劃、優(yōu)先級(jí)確定以及電量管理等關(guān)鍵方面，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器運(yùn)行的全面管理與優(yōu)化，難以保障飛行器在執(zhí)行各類任務(wù)時(shí)的高效運(yùn)作；缺乏任務(wù)導(dǎo)向性，沒有針對(duì)突發(fā)任務(wù)的應(yīng)對(duì)機(jī)制，當(dāng)出現(xiàn)緊急任務(wù)需要優(yōu)先執(zhí)行時(shí)，無法及時(shí)調(diào)整軟件部件的分配策略。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種低空飛行器的高效能管理與分配系統(tǒng)，通過任務(wù)接收模塊獲取飛行任務(wù)信息并傳輸至任務(wù)優(yōu)先級(jí)評(píng)估模塊，依據(jù)評(píng)估規(guī)則生成任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列；充電管理模塊實(shí)時(shí)比對(duì)飛行器電量與任務(wù)所需電量，生成充電需求列表，并制定充電策略；若突發(fā)任務(wù)響應(yīng)模塊接收到突發(fā)任務(wù)，任務(wù)優(yōu)先級(jí)評(píng)估模塊會(huì)生成突發(fā)任務(wù)優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)突發(fā)任務(wù)對(duì)應(yīng)的飛行器可插隊(duì)充電或執(zhí)行任務(wù)；狀態(tài)監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)反饋飛行器狀態(tài)，并動(dòng)態(tài)調(diào)整任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列與充電策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)低空飛行器的高效管理，提升了使用效率，保障了飛行安全。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種低空飛行器的高效能管理與分配系統(tǒng)，包括：任務(wù)接收模塊、任務(wù)優(yōu)先級(jí)評(píng)估模塊、充電管理模塊、突發(fā)任務(wù)響應(yīng)模塊；

4、通過任務(wù)接收模塊獲取飛行器的飛行任務(wù)信息并傳輸至任務(wù)優(yōu)先級(jí)評(píng)估模塊，任務(wù)優(yōu)先級(jí)評(píng)估模塊根據(jù)飛行任務(wù)評(píng)估規(guī)則，生成飛行任務(wù)的任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列；

5、根據(jù)所述任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列和實(shí)時(shí)獲取的飛行器電量信息，充電管理模塊制定飛行器充電策略；

6、若突發(fā)任務(wù)響應(yīng)模塊接收到突發(fā)任務(wù)信息，則通過對(duì)比所述任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列，調(diào)整突發(fā)任務(wù)對(duì)應(yīng)的飛行器的飛行任務(wù)優(yōu)先級(jí)和任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列。

7、具體地，所述生成飛行任務(wù)的任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列的具體過程包括：

8、a1：任務(wù)接收模塊從外部系統(tǒng)中獲取飛行任務(wù)信息，并將獲取的飛行任務(wù)信息傳輸至任務(wù)優(yōu)先級(jí)評(píng)估模塊；所述飛行任務(wù)信息包括任務(wù)類型、任務(wù)目標(biāo)、任務(wù)時(shí)間要求；

9、a2：任務(wù)優(yōu)先級(jí)評(píng)估模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的飛行任務(wù)評(píng)估規(guī)則，對(duì)每個(gè)飛行任務(wù)進(jìn)行評(píng)估；所述飛行任務(wù)評(píng)估規(guī)則包括任務(wù)的緊急程度、重要性和時(shí)間要求；

10、a3：根據(jù)評(píng)估結(jié)果，使用優(yōu)先級(jí)分?jǐn)?shù)計(jì)算公式為每個(gè)飛行任務(wù)分配優(yōu)先級(jí)分?jǐn)?shù)p，優(yōu)先級(jí)分?jǐn)?shù)計(jì)算公式是通過對(duì)任務(wù)的緊急程度、任務(wù)的重要性和任務(wù)的時(shí)間要求進(jìn)行加權(quán)求和實(shí)現(xiàn)的；

11、a4：根據(jù)優(yōu)先級(jí)分?jǐn)?shù)對(duì)所有飛行任務(wù)進(jìn)行排序，生成任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列。

12、具體地，所述根據(jù)所述任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列和實(shí)時(shí)獲取的飛行器電量信息，充電管理模塊制定飛行器充電策略，包括：

13、b1：充電管理模塊實(shí)時(shí)獲取飛行器的電量信息，并將飛行器的當(dāng)前電量與任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列中的任務(wù)所需電量進(jìn)行動(dòng)態(tài)比對(duì)，同時(shí)，引入動(dòng)態(tài)電量需求調(diào)整機(jī)制，若為非單一任務(wù)環(huán)境，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整任務(wù)所需電量的計(jì)算值，生成電量比對(duì)結(jié)果；

14、b2：根據(jù)電量比對(duì)結(jié)果，篩選出當(dāng)前電量低于飛行任務(wù)所需電量的飛行器，結(jié)合任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列和飛行器的任務(wù)執(zhí)行時(shí)間窗口，判斷飛行器是否執(zhí)行充電動(dòng)作；

15、若飛行器的任務(wù)執(zhí)行時(shí)間窗口在內(nèi)，則標(biāo)記為緊急充電，其中，取值為30分鐘；

16、若飛行器的任務(wù)執(zhí)行時(shí)間窗口在內(nèi)，則標(biāo)記為常規(guī)充電，其中，取值為120分鐘。

17、具體地，所述根據(jù)所述任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列和實(shí)時(shí)獲取的飛行器電量信息，充電管理模塊制定飛行器充電策略，還包括：

18、b3：將執(zhí)行充電動(dòng)作的飛行器及其優(yōu)先級(jí)信息整理生成充電需求列表，并根據(jù)充電需求列表和任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列，制定充電順序，結(jié)合飛行器的電量缺口和充電速率，使用充電時(shí)間分配策略制定飛行器充電策略；所述飛行器充電策略包括充電順序、充電電壓和充電時(shí)間；

19、b4：充電設(shè)備依據(jù)飛行器充電策略，按照飛行器的充電順序在預(yù)設(shè)的充電電壓安全閾值范圍內(nèi)依次為飛行器充電；所述充電電壓安全閾值為總電壓的50%；

20、b5：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電電壓、電流和溫度，若飛行器在充電過程中出現(xiàn)異常，則系統(tǒng)暫停充電并發(fā)出警報(bào)；

21、b6：充電完成后，系統(tǒng)更新飛行器的電量信息，若飛行器電量已滿足任務(wù)需求，系統(tǒng)將其標(biāo)記為可執(zhí)行任務(wù)。

22、具體地，所述b3的具體步驟包括：

23、b3.1：根據(jù)電量比對(duì)結(jié)果，篩選出執(zhí)行充電動(dòng)作的飛行器，結(jié)合任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列，為每個(gè)執(zhí)行充電動(dòng)作的飛行器分配充電優(yōu)先級(jí)，整理生成充電需求列表；所述充電需求列表包括飛行器編號(hào)、當(dāng)前電量、任務(wù)所需電量、電量缺口、充電優(yōu)先級(jí)；

24、b3.2：根據(jù)充電需求列表中的充電優(yōu)先級(jí)，從高到低排序，確定充電順序；

25、若至少2個(gè)飛行器的充電優(yōu)先級(jí)相同，則根據(jù)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間窗口的緊迫性進(jìn)行再次排序；

26、b3.3：根據(jù)飛行器的當(dāng)前電量和任務(wù)所需電量，通過計(jì)算差值得到電量缺口；

27、b3.4：基于電量缺口，結(jié)合充電速率，通過計(jì)算比值得到充電時(shí)間；

28、b3.5：引入充電時(shí)間分配策略；

29、若充電設(shè)備的充電接口數(shù)量小于執(zhí)行充電動(dòng)作的飛行器數(shù)量，則采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法將充電任務(wù)和充電設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配；

30、若充電設(shè)備的充電接口數(shù)量大于或等于執(zhí)行充電動(dòng)作的飛行器數(shù)量，則采用并行充電機(jī)制，按照充電優(yōu)先級(jí)進(jìn)行飛行器充電；

31、b3.6：根據(jù)充電順序、充電時(shí)間和充電設(shè)備分配結(jié)果，生成飛行器充電策略。

32、具體地，所述若突發(fā)任務(wù)響應(yīng)模塊接收到突發(fā)任務(wù)信息，則通過對(duì)比所述任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列，調(diào)整突發(fā)任務(wù)對(duì)應(yīng)的飛行器的飛行任務(wù)優(yōu)先級(jí)和任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列，包括：

33、c1：突發(fā)任務(wù)響應(yīng)模塊接收到突發(fā)任務(wù)信息，對(duì)突發(fā)任務(wù)信息進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的突發(fā)任務(wù)信息，并將預(yù)處理后的突發(fā)任務(wù)信息傳輸至任務(wù)優(yōu)先級(jí)評(píng)估模塊；

34、c2：任務(wù)優(yōu)先級(jí)評(píng)估模塊按照飛行任務(wù)評(píng)估規(guī)則，對(duì)突發(fā)任務(wù)信息進(jìn)行優(yōu)先級(jí)評(píng)估，生成突發(fā)任務(wù)優(yōu)先級(jí)，并將突發(fā)任務(wù)優(yōu)先級(jí)與當(dāng)前任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列中的任務(wù)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行比對(duì)；

35、c3：若突發(fā)任務(wù)優(yōu)先級(jí)高于正在排隊(duì)等待充電或執(zhí)行任務(wù)的飛行器所對(duì)應(yīng)的任務(wù)優(yōu)先級(jí)，則調(diào)整突發(fā)任務(wù)對(duì)應(yīng)的飛行器的飛行任務(wù)優(yōu)先級(jí)，并引入插隊(duì)機(jī)制，將突發(fā)任務(wù)插入到任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列的前端，使其優(yōu)先執(zhí)行；

36、c4：充電管理模塊根據(jù)調(diào)整后的任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列，動(dòng)態(tài)更新飛行器充電策略，重新分配充電資源，并對(duì)原有飛行任務(wù)的執(zhí)行順序進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

37、具體地，所述若突發(fā)任務(wù)響應(yīng)模塊接收到突發(fā)任務(wù)信息，則通過對(duì)比所述任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列，調(diào)整突發(fā)任務(wù)對(duì)應(yīng)的飛行器的飛行任務(wù)優(yōu)先級(jí)和任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列，還包括：

38、c5：狀態(tài)監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控所有飛行器的狀態(tài)，并將監(jiān)控的狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸至任務(wù)優(yōu)先級(jí)評(píng)估模塊和充電管理模塊；

39、c6：任務(wù)優(yōu)先級(jí)評(píng)估模塊根據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列；

40、c7：充電管理模塊根據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整后的任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列和實(shí)時(shí)電量信息，動(dòng)態(tài)優(yōu)化飛行器充電策略；

41、c8：充電設(shè)備依據(jù)優(yōu)化后的飛行器充電策略，按照優(yōu)先級(jí)順序?yàn)轱w行器充電。

42、具體地，所述突發(fā)任務(wù)信息包括任務(wù)類型、任務(wù)目標(biāo)、任務(wù)時(shí)間要求；所述預(yù)處理后的突發(fā)任務(wù)信息包括使用任務(wù)特征提取算法生成的突發(fā)任務(wù)特征向量和提取的突發(fā)任務(wù)緊急程度、任務(wù)復(fù)雜度參數(shù)。

43、具體地，所述動(dòng)態(tài)調(diào)整任務(wù)優(yōu)先級(jí)序列的過程包括：

44、若飛行器的當(dāng)前電量低于任務(wù)所需電量，則提高其任務(wù)優(yōu)先級(jí)；

45、若飛行器的任務(wù)執(zhí)行進(jìn)度延遲，則調(diào)整其任務(wù)優(yōu)先級(jí)。

46、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

47、1.本發(fā)明提出一種低空飛行器的高效能管理與分配系統(tǒng)，并進(jìn)行了架構(gòu)、運(yùn)行步驟和流程上的優(yōu)化改進(jìn)，系統(tǒng)具備流程簡(jiǎn)單，投資運(yùn)行費(fèi)用低廉，生產(chǎn)工作成本低的優(yōu)點(diǎn)。

48、2.本發(fā)明提出一種低空飛行器的高效能管理與分配系統(tǒng)，通過任務(wù)接收、優(yōu)先級(jí)評(píng)估等模塊，精準(zhǔn)確定飛行任務(wù)優(yōu)先級(jí)，依據(jù)電量信息和任務(wù)優(yōu)先級(jí)合理規(guī)劃充電策略，保障飛行器在電量充足的情況下高效執(zhí)行任務(wù)；同時(shí)，預(yù)設(shè)充電電壓安全閾值，確保飛行器充電過程安全可靠，避免因過壓充電引發(fā)的安全隱患。

49、3.本發(fā)明提出一種低空飛行器的高效能管理與分配系統(tǒng)，具備動(dòng)態(tài)應(yīng)變能力和實(shí)時(shí)監(jiān)控優(yōu)化機(jī)制，面對(duì)突發(fā)任務(wù)，能迅速評(píng)估其優(yōu)先級(jí)并調(diào)整任務(wù)順序，使飛行器資源優(yōu)先向重要任務(wù)傾斜，確保緊急任務(wù)得以高效完成；狀態(tài)監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)反饋飛行器狀態(tài)，促使任務(wù)優(yōu)先級(jí)和充電策略動(dòng)態(tài)調(diào)整，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性，從而提高飛行器的整體使用效率和任務(wù)執(zhí)行質(zhì)量。