[发明专利]基于集群故障的无人机集群任务可靠度分析方法

说明书

本发明公开了一种基于集群故障的无人机集群任务可靠度分析方法，包括以下步骤：S1、从功能实体、信息交互、使用方式与流程方面找寻集群故障，确定无人机集群各个层次需要考虑的故障类型；S2、通过故障判据得出集群故障的故障致因；S3、根据集群故障对无人机集群的可靠性进行度量，将集群任务分解为阶段任务，将集群的某一阶段任务划分为若干个时间上连续且不相互重叠的子阶段任务，针对每个子阶段任务，进行可靠性模型构建，对集群任务可靠度进行计算，找出影响任务可靠度的原因。本发明通过找出阶段任务中影响任务可靠度的主要原因，为无人机装备体系设计和任务规划提供反馈，用以指导装备实体的选择、性能参数的修正、层次结构关系的调整。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，更具体涉及一种基于集群故障的无人机集群任务可靠度分析方法。

背景技术

无人机也称无人航空器，是将无人机飞行器、机载传感器、机载任务设备、指挥控制系统、通信系统、测控系统、综合保障系统等整合为一体的无人机系统。无人机集群由具备有限自主能力的多个无人机组成，它们通过自组织机制，在没有集中指挥控制的情况下，通过相互间通信产生整体效应，实现较高程度的自主协作，从而能在尽量少的人员干预下完成预期的任务目标。无人机集群不仅在军事方面用途广泛，而且在物流、农业、应急救援、遥感与对地观测、管道巡检等民用领域崭露头角。

随着任务环境瞬息万变，集群无人机的任务目标和优先级呈动态变化，集群中的成员在任务中不断加入、故障或退出。在这种任务、结构多变的实际使用背景下，无人机集群的可靠性愈发重要，可靠性问题愈发复杂。但是，目前现有技术并未对无人机集群任务的可靠度进行研究。集群可靠性的概念是可靠性定量研究的基础，对于无人机集群的合理配置、任务完成能力的有效提升，具有重要意义。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种基于集群故障的无人机集群任务可靠度分析方法，以解决目前现有技术并未对无人机集群任务的可靠度进行研究的问题，以实现对无人机集群任务可靠度的研究，找出影响任务可靠度的主要原因，以无人机集群的合理配置，提高任务的完成能力。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

基于集群故障的无人机集群任务可靠度分析方法，包括以下步骤：

S1、从功能实体、信息交互、使用方式与流程方面找寻集群故障，确定无人机集群各个层次需要考虑的故障类型；

S2、通过故障判据得出集群故障的故障致因，确定无人机集群各个层次在任务中的规定功能；

S3、根据集群故障对无人机集群的可靠性进行度量，将集群任务分解为阶段任务，将集群的某一阶段任务划分为若干个时间上连续且不相互重叠的子阶段任务，针对每个子阶段任务，进行可靠性模型构建，对集群任务可靠度进行计算，找出影响任务可靠度的原因。

进一步优化技术方案，所述步骤S1中，集群故障包括：

实体故障：主要指集群硬件和软件的故障，包括通信构件故障；

信息传输故障：集群在任务中出现信息传输延迟、内容错误或丢失的问题，达不到规定要求的状态；以及

过程故障：集群的反应过程慢到影响任务完成。

进一步优化技术方案，所述无人机集群包括：

单元层：能够独立完成简单的任务活动的单件装备；

平台层：为了一项共同任务，搭载不同装备具有不同能力的各种无人机系统；

集群层：根据无人机能力和特点，由完成不同任务的无人机平台，按照一定的编制关系组成的任务集群，完成不同任务；以及

体系层：由各类型无人机集群组成。