[發明專利]一種基于協同無人機安全性與可靠性的維護系統及方法

在審

• 申請號: 201711343471.2
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108322248A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 夏裕彬;梁大開;鄭國;曾捷;沈勇;王景霖;曹亮
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司上海航空測控技術研究所
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;B64F5/60;H04L29/06
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 高霖

1.一種基于協同無人機安全性與可靠性的維護系統，包括多個機載系統網絡和地面站系統，每架無人機均具有機載系統網絡，所述機載系統網絡包括狀態監測子系統、協同無人機鏈路傳輸子系統和空地傳輸子系統；

其中，狀態監測子系統實時在線監測無人機系統的狀態；協同無人機鏈路傳輸子系統負責協同無人機網絡之間的信息流傳遞；空地傳輸子系統將協同無人機網絡的信息流數據傳輸給地面站系統；地面站系統負責人機信息交互，將機載信息反饋給操作人員，同時根據機載信息流作出對應維護決策。

2.如權利要求1所述的一種基于協同無人機安全性與可靠性的維護系統，其特征在于，所述空地傳輸子系統采用獨立的ATG機載模塊，運用空地傳輸ATG技術，將單機數據或者作為整個協同無人機網絡的信息流數據傳輸給地面站系統，保證數據傳輸滿足需要，又不占用無人機飛行操作鏈路的網絡資源，同時也不會對協同無人機鏈路傳輸子系統所進行的協同無人機網絡之間的信息流傳遞產生干擾。

3.如權利要求1所述的一種基于協同無人機安全性與可靠性的維護系統，其特征在于，地面站系統通過ATG地面站設備接收無人機發來的信息流數據。

4.采用如權利要求1所述的一種基于協同無人機安全性與可靠性的維護系統進行的維護方法，包括以下步驟：

1)狀態監測子系統實時在線監測無人機系統的狀態：

協同無人機網絡搭建完成后，每架無人機自身的狀態監測子系統實現對無人機狀態數據的信息采集，然后根據無人機狀態數據的來源、組成和形式提取出反映無人機安全性與可靠性的特征信息，再根據提取出的特征信息評估無人機的安全性和可靠性狀態；

2)協同無人機鏈路傳輸子系統完成協同無人機網絡之間的信息流傳遞：

協同無人機網絡中所有無人機的協同無人機鏈路傳輸子系統組成拓撲網絡結構，形成信息流分享機制，信息在網絡各節點之間進行傳遞，最終同一時間段內所有無人機的信息流均會通過各個節點傳輸進一架中轉無人機中，單節點上的無人機鏈路傳輸子系統在信息下行時，經過機載系統信息的加密處理和壓縮后，再將信息發送至與其鄰近的無人機；而在信息上行時，接收鄰近無人機發來的信息，再進行數據的解壓和解密，以實現數據的可讀性；

3)空地傳輸子系統將協同無人機網絡的信息流數據傳輸給地面站系統：

空地傳輸子系統(ATG)主要實現空地系統之間的信息交流，將機載系統信息流傳輸給地面系統，同時也可將地面系統的操作指令流傳輸給機載系統，實現空地聯通；

4)地面站系統根據機載系統信息流作出對應維護決策：

地面站系統根據ATG地面站設備接收的信息流數據，實現對協同無人機網絡中所有無人機的壽命預測和故障診斷，并給予對應的維護保障策略，同時也能將外界操作指令傳達給機載系統網絡，以實現特定的功能。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中，中轉無人機的確定方法為：協同無人機網絡根據網絡節點中各個無人機當前的飛行狀態信息、功能執行模式、鏈路傳輸能力以及鏈路傳輸節點的計算能力確定信息流中轉無人機，即當前無人機飛行姿態平穩，未進行較大的姿態變換和機動，同時未進行與地面之間較大流量的數據傳輸和鏈路網路利用率低。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，當協同無人機網絡中某一節點出現故障時，利用故障節點附近的節點組建備用信息流鏈路，以保證信息流通道的順暢。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，地面站系統還連接協同無人機歷史信息大數據庫，能夠實時查找和存儲無人機飛行信息和維護信息。