[發明專利]一種基于設備虛擬化的無人艇軟件系統

有效

• 申請號: 202011426613.3
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112394714B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 韓瑋;董釘;宋勝男;謝楊柳;王偉;李哲;馬向峰;王子帥;王千一;胥鳳馳;郭曉曄;曾江峰;陳卓;韓佩妤;梁旭;駱福宇;劉如磊;吳與倫
• 申請（專利權）人: 中國船舶工業系統工程研究院
• 主分類號: G05D1/00
• 分類號: G05D1/00;G05D1/02;G06F8/60;G06F9/54
• 代理公司: 中國船舶專利中心 11026
• 代理人: 欒碩

本發明涉及一種基于設備虛擬化的無人艇軟件系統，包括：無人艇應用程序、載荷控制軟件、航控軟件、避障策略算法、公共信息服務、設備虛擬化服務和權限控制服務。本發明采用微服務架構作為基礎，將無人艇軟件系統中的載荷控制軟件、航控軟件、避障策略算法均作為獨立服務進行部署，實現系統功能的解耦；利用公共信息服務支持系統內各類微服務消息訂閱或發布，實現系統內消息交互的有序治理；還在微服務架構的基礎上，引入設備虛擬化服務，能夠平抑不同型號設備的功能差異，使得無人艇軟件系統的業務層不會對特定型號的設備會產生強依賴，實現艇上設備的故障隔離和同類設備互換目標。

技術領域

本發明涉及無人艇技術領域，具體涉及一種基于設備虛擬化的無人艇軟件系統。

背景技術

無人艇是一種小型的現代智能船舶，以半自主或者全自主方式在水面航行的無人化智能平臺，可用于不同類型的海上任務，如海上搜救、水文探測、海洋測量等。因無人艇的用途較多樣化，故無人艇軟件系統具備多功能化的特點。無人艇軟件系統對外需要和岸基控制系統進行信息交互，對內實施對艇上各設備的控制。中國專利“CN 110316327 A一種模塊化無人艇”提出一種采用開放式系統、模塊化設計的無人艇。該無人艇軟件系統可根據無人艇任務需求改變或增減艇上設備模塊的搭配組合形式，以實現任務功能的變更。

但無人艇軟件系統中的業務層一方面需要根據業務需求訪問艇上設備的典型功能，另一方面也需要與艇上設備完全解耦。無人艇軟件系統與艇上設備完全解耦可以實現艇上設備故障隔離和設備同類互換的高級設備管理功能。故障隔離是指當艇上某設備出現故障問題不具備工作狀態時，該設備不會影響艇上其他設備的正常運行。設備同類互換是指艇上設備可以根據實際需求替換同類型的其他艇上設備，而不影響該艇上設備對應功能服務的正常執行。模塊化無人艇軟件系統設計方式雖然可以根據業務需求訪問艇上設備的典型功能，但并未與艇上設備實現完全解耦，即未平抑不同型號設備的功能差異。此種情況會導致無人艇軟件系統的業務層對特定型號的艇上設備產生強依賴，不利于艇上設備的故障隔離和同類設備互換目標的實現。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于設備虛擬化的無人艇軟件系統。

為實現以上目的，本發明采用如下技術方案：一種基于設備虛擬化的無人艇軟件系統，包括：

無人艇應用程序、載荷控制軟件、航控軟件、避障策略算法、公共信息服務、設備虛擬化服務和權限控制服務；

其中，所述無人艇應用程序用于根據實際業務邏輯需求通過調用虛擬設備接口以完成各類無人艇業務邏輯；

所述載荷控制軟件用于對各個艇上載荷進行控制；

所述航控軟件用于根據實際航行需求對艇的航速和艏向進行精準控制；

所述避障策略算法用于利用載荷獲取的目標障礙信息，利用策略算法重規劃無人艇的航路以實現安全避障；

所述公共信息服務用于支持各類微服務消息訂閱或發布，同時掛載底層設備接口、虛擬設備接口和權限控制接口；

所述權限控制服務用于配置設備訪問的安全規則；

所述設備虛擬化服務用于實現無人艇軟件系統中業務層對于艇上設備的完全解耦，所述設備虛擬化服務包括：虛擬設備、設備管理和設備狀態監控；

其中，所述虛擬設備用于通過提供調用底層設備功能以實現虛擬設備功能；所述設備管理用于提供虛擬設備發現和底層設備注冊，同時用于對設備訪問進行審計；設備訪問審計依靠所述權限控制服務中的安全規則進行訪問審計，所述設備虛擬化服務的設備發現過程包括：