CN110888867B - 一种实现无人机余度管理数据结构的方法及装置 - Google Patents

一种实现无人机余度管理数据结构的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种实现无人机余度管理数据结构的方法，包括：构建两类数据结构，两类数据结构包括设备类数据结构和信号类数据结构，设备类数据结构包括设备通用属性数据结构和设备特有属性数据结构，信号类数据结构包括信号通用属性数据结构和信号特有属性数据结构；构建设备实例，设备实例包括设备实例名称、设备通用属性及设备特有属性，设备通用属性继承于设备通用属性数据结构，设备特有属性继承于设备特有属性数据结构；构建信号实例，信号实例包括信号实例名称、设备通用属性、信号通用属性及信号特有属性，设备通用属性继承于设备通用属性数据结构，信号通用属性继承于信号通用属性数据结构，信号特有属性继承于信号特有属性数据结构。

Description

一种实现无人机余度管理数据结构的方法及装置
技术领域
本申请属于飞行控制技术领域，特别涉及一种实现无人机余度管理数据结构的方法及装置。
背景技术
无人机正在由飞控系统逐步向飞管系统发展，飞管系统的分系统数量呈显著上升趋势，如图1所示实施例中，飞管系统包括管理与控制分系统、液压分系统、飞行传感器分系统、供电分系统、伺服作动分系统、环控分系统、刹车分系统、燃油分系统、前轮转弯操纵分系统和防火分系统等。余度管理是飞管系统中一项重要的技术，主要负责对各分系统的设备及信号进行管理，如图2所示，在上述实施例中，余度管理需要对光纤陀螺、加速度计、大气数据解算部件、惯性导航设备、航姿设备、无线电高度表、毫米波设备、作动器远程控制终端、远程接口单元、数字电子控制器、动力装置控制终端、核心任务处理机、低频机架和飞机综合控制设备等设备以及设备中的信号进行余度管理。
如图3所示，随着余度管理管理越来越多的设备，而每个设备又有众多属性，因此余度管理所需要的数据来源和数据量随之大幅提升。如表1所示的某无人机中，余度管理的设备数量达到14个，信号总量达到700余个。
表1 余度管理信号数量
余度管理的数据主要为其管理的设备属性和设备中信号的属性，因此具有公式如下：
式中：x为设备中信号的数量，y为属性的数量，其包括设备属性和设备中信号属性，为某个设备的设备属性和信号属性的数据总量，k为余度管理的设备总数，/>为余度管理所需要的数据总量。
对照于表1中示意的设备和信号，假设设备属性平均为10个，信号属性平均为12个，即需要余度管理的数据总量为14*10+727*12＝8864个，数据量庞大。
传统的数据结构通常是面向过程的结构型数据，这种数据结构描述简单、容易实现。但随着余度管理数据量的增加，f2值会急剧增大，此时对数据进行修改、维护、升级时，会使得数据的使用效率降低、可复用性减小、维护代价增高。一旦发生数据遗漏修改，往往会发生重大安全隐患。
因此，需要一种针对上述问题的优化管理方法，使得余度管理数据结构能够随着数据量的增加，提高数据使用效率，便于数据维护和复用。
发明内容
本申请的目的是提供了一种实现无人机余度管理数据结构的方法及装置，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。
在第一方面，本申请提供的技术方案是：一种实现无人机余度管理数据结构的方法，所述方法包括：
构建两类数据结构，所述两类数据结构包括设备类数据结构和信号类数据结构，其中所述设备类数据结构包括设备通用属性数据结构和设备特有属性数据结构，所述信号类数据结构包括信号通用属性数据结构和信号特有属性数据结构；
构建设备实例，所述设备实例包括设备实例名称、设备通用属性及设备特有属性，其中，设备通用属性继承于所述设备通用属性数据结构，设备特有属性继承于所述设备特有属性数据结构；
构建信号实例，所述信号实例包括信号实例名称、设备通用属性、信号通用属性及信号特有属性，其中，设备通用属性继承于所述设备通用属性数据结构，信号通用属性继承于所述信号通用属性数据结构，信号特有属性继承于所述信号特有属性数据结构。
在本申请的方法中，所述设备类数据结构包括至少一个能够填入所述设备类数据结构中的设备，每个设备中包含至少一个能够填入所述设备通用属性数据结构中的设备通用属性和填入所述设备特有属性数据结构中的设备特有属性。
在本申请的方法中，所述信号类数据结构包括至少一个能够填入所述信号类数据结构中的信号，每个信号中包含至少一个能够填入所述信号通用属性数据结构中的信号通用属性和填入所述信号特有属性数据结构中的信号特有属性。
在第二方面，本申请提供的技术方案是：一种实现无人机余度管理数据结构的装置，所述装置包括：
数据结构构建模块，用于构建两类数据结构，所述两类数据结构包括设备类数据结构和信号类数据结构，其中所述设备类数据结构包括设备通用属性数据结构和设备特有属性数据结构，所述信号类数据结构包括信号通用属性数据结构和信号特有属性数据结构；
设备实例构建模块，用于构建设备实例，所述设备实例包括设备实例名称、设备通用属性及设备特有属性，其中，设备通用属性继承于所述设备通用属性数据结构，设备特有属性继承于所述设备特有属性数据结构；
信号实例构建模块，用于构建信号实例，所述信号实例包括信号实例名称、设备通用属性、信号通用属性及信号特有属性，其中，设备通用属性继承于所述设备通用属性数据结构，信号通用属性继承于所述信号通用属性数据结构，信号特有属性继承于所述信号特有属性数据结构。
在本申请的装置中，所述设备类数据结构包括至少一个能够填入所述设备类数据结构中的设备，每个设备中包含至少一个能够填入所述设备通用属性数据结构中的设备通用属性和填入所述设备特有属性数据结构中的设备特有属性。
在本申请的装置中，所述信号类数据结构包括至少一个能够填入所述信号类数据结构中的信号，每个信号中包含至少一个能够填入所述信号通用属性数据结构中的信号通用属性和填入所述信号特有属性数据结构中的信号特有属性。
在第三方面，本申请提供的技术方案是：一种计算处理装置，所述计算处理装置包括：一个或多个处理器；存储一个或多个程序的存储装置；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上任一所述实现无人机余度管理数据结构的方法。
在最后一个方面，本申请提供的技术方案是：一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包含计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上任一所述实现无人机余度管理数据结构的方法。
采用本申请的方案，可实现以下优点：1)对余度管理数据结构采用面向对象的结构设计，将设备和信号的数据结构作为实体对象看待，并建立不同数据结构之间的关系，从而提高数据使用效率；2)某个数据结构的数据发生变化，只需修改相关数据结构中的数据即可，不用修改多处，从而使数据的可维护性显著增强；3)面向对象的数据结构设计有效地描述了余度管理数据结构的本质特征，它是余度管理数据生命周期内定义的直接映射，从而使数据的可复用性大幅提升；4)采用本申请的方案将数据相关内容封装在数据结构内，不能随意修改，从而增加了数据结构的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为现有技术中的飞机管理系统组成示意图。
图2为现有技术中的余度管理设备组成示意图。
图3为现有技术中的余度管理数据组成示意图。
图4为本申请的设备类数据结构示意图。
图5为本申请的设信号类数据结构示意图。
图6为本申请的设备类实例示意图。
图7为本申请一实施例的毫米波设备数据结构示例示意图。
图8为本申请一实施例的惯性导航设备数据结实例构示意图。
图9为本申请的信号类实例示意图。
图10为本申请一实施例的动压信号实例示意图。
图11为本申请一实施例的横滚角速度信号实例示例图。
图12为本申请中实现无人机余度管理数据结构的装置示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
为了解决背景技术中所指出的问题，本申请提供一种实现无人机余度管理数据结构的方法及装置。本申请在基于面向对象思想的基础上，使用继承和多重继承，规划设计无人机余度管理数据结构。
本申请的实现无人机余度管理数据结构的方法包括：
构建两类数据结构，其中两类数据结构包括设备类数据结构和信号类数据结构，设备类数据结构包含设备的通用属性和特有属性，如图4所示，建立信号类数据结构包含信号的通用属性和特有属性，如图5所示。
根据余度管理中设备的实际情况构建设备实例，其中设备实例包括设备实例名称、设备通用属性及设备特有属性，设备通用属性和设备特有属性从设备类继承而来，如图6所示。
以图7所示毫米波设备和图8所示惯性导航设备为例。在毫米波设备的设备实例中：设备实例名称为毫米波设备，设备通用属性包括毫米波通信故障计数器、毫米波通信故障字、毫米波设备综合故障字、毫米波设备余度数等，设备通用属性包括毫米波设备自检测故障计数器、毫米波设备自检测控故障字。在惯性导航设备的设备实例中，设备实例名称为惯性导航设备的，设备通用属性包括惯导通信故障计数器、惯导通信故障字、惯导设备综合故障字、惯导设备余度数等，设备特有属性包括惯导通信监控允许标志、惯导通信瞬态故障码、惯导通信永久故障码。
根据余度管理中信号的实际情况建立信号实例，其中，信号实例包括信号实例名称、设备通用属性、信号通用属性及信号特有属性，由于信号依托于设备，因此信号类实例中的设备通用属性是从设备类数据结构中继承而来，信号通用属性和信号特有属性是从信号类数据结构中继承而来，如图9所示。
以图10所示的大气数据解算部件中动压信号和图11所示的光纤陀螺中的横滚角速度信号为例。在大气数据解算部件中动压信号实例中，信号实例名称为动压信号，其继承的大气数据结算部件的设备通用属性包括大气数据解算部件通信故障字、大气数据解算部件余度数等，信号通用属性包括动压信号比较监控故障字、动压信号自检测故障字、动压信号故障字、动压信号失效字等，信号特有属性包括动压信号表决监控允许标志、动压信号类型、动压信号数据源信息。在光纤陀螺中的横滚角速度信号实例中，信号实例名称为横滚角速度信号，设备通用属性包括光纤陀螺通信故障字、光纤陀螺余度数等，信号通用属性包括横滚角速度比较监控故障字、横滚角速度故障字、横滚角速度失效字等，信号特有属性包括横滚角速度监控信息、横滚角速度比较监控故障码。
如图12所示，本申请还提供了一种实现无人机余度管理数据结构的装置10，所述装置包括：
数据结构构建模块11，用于构建两类数据结构，所述两类数据结构包括设备类数据结构和信号类数据结构，其中所述设备类数据结构包括设备通用属性数据结构和设备特有属性数据结构，所述信号类数据结构包括信号通用属性数据结构和信号特有属性数据结构；
设备实例构建模块12，用于构建设备实例，所述设备实例包括设备实例名称、设备通用属性及设备特有属性，其中，设备通用属性继承于所述设备通用属性数据结构，设备特有属性继承于所述设备特有属性数据结构；
信号实例构建模块13，用于构建信号实例，所述信号实例包括信号实例名称、设备通用属性、信号通用属性及信号特有属性，其中，设备通用属性继承于所述设备通用属性数据结构，信号通用属性继承于所述信号通用属性数据结构，信号特有属性继承于所述信号特有属性数据结构。
在本申请的装置中，所述设备类数据结构包括至少一个能够填入所述设备类数据结构中的设备，每个设备中包含至少一个能够填入所述设备通用属性数据结构中的设备通用属性和填入所述设备特有属性数据结构中的设备特有属性。
在本申请的装置中，所述信号类数据结构包括至少一个能够填入所述信号类数据结构中的信号，每个信号中包含至少一个能够填入所述信号通用属性数据结构中的信号通用属性和填入所述信号特有属性数据结构中的信号特有属性。
在第三方面，本申请提供的技术方案是：一种计算处理装置，所述计算处理装置包括：一个或多个处理器；存储一个或多个程序的存储装置；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上任一所述实现无人机余度管理数据结构的方法。
在最后一个方面，本申请提供的技术方案是：一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包含计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上任一所述实现无人机余度管理数据结构的方法。
采用本申请的方案，可实现以下优点：1)对余度管理数据结构采用面向对象的结构设计，将设备和信号的数据结构作为实体对象看待，并建立不同数据结构之间的关系，从而提高数据使用效率；2)某个数据结构的数据发生变化，只需修改相关数据结构中的数据即可，不用修改多处，从而使数据的可维护性显著增强；3)面向对象的数据结构设计有效地描述了余度管理数据结构的本质特征，它是余度管理数据生命周期内定义的直接映射，从而使数据的可复用性大幅提升；4)采用本申请的方案将数据相关内容封装在数据结构内，不能随意修改，从而增加了数据结构的安全性。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种实现无人机余度管理数据结构的方法，其特征在于，所述方法包括：
构建两类数据结构，所述两类数据结构包括设备类数据结构和信号类数据结构，其中所述设备类数据结构包括设备通用属性数据结构和设备特有属性数据结构，所述信号类数据结构包括信号通用属性数据结构和信号特有属性数据结构；
构建设备实例，所述设备实例包括设备实例名称、设备通用属性及设备特有属性，其中，设备通用属性继承于所述设备通用属性数据结构，设备特有属性继承于所述设备特有属性数据结构；
构建信号实例，所述信号实例包括信号实例名称、设备通用属性、信号通用属性及信号特有属性，其中，设备通用属性继承于所述设备通用属性数据结构，信号通用属性继承于所述信号通用属性数据结构，信号特有属性继承于所述信号特有属性数据结构。
2.如权利要求1所述的实现无人机余度管理数据结构的方法，其特征在于，所述设备类数据结构包括至少一个能够填入所述设备类数据结构中的设备，每个设备中包含至少一个能够填入所述设备通用属性数据结构中的设备通用属性和填入所述设备特有属性数据结构中的设备特有属性。
3.如权利要求1所述的实现无人机余度管理数据结构的方法，其特征在于，所述信号类数据结构包括至少一个能够填入所述信号类数据结构中的信号，每个信号中包含至少一个能够填入所述信号通用属性数据结构中的信号通用属性和填入所述信号特有属性数据结构中的信号特有属性。
4.一种实现无人机余度管理数据结构的装置，其特征在于，所述装置包括：
数据结构构建模块，用于构建两类数据结构，所述两类数据结构包括设备类数据结构和信号类数据结构，其中所述设备类数据结构包括设备通用属性数据结构和设备特有属性数据结构，所述信号类数据结构包括信号通用属性数据结构和信号特有属性数据结构；
设备实例构建模块，用于构建设备实例，所述设备实例包括设备实例名称、设备通用属性及设备特有属性，其中，设备通用属性继承于所述设备通用属性数据结构，设备特有属性继承于所述设备特有属性数据结构；
信号实例构建模块，用于构建信号实例，所述信号实例包括信号实例名称、设备通用属性、信号通用属性及信号特有属性，其中，设备通用属性继承于所述设备通用属性数据结构，信号通用属性继承于所述信号通用属性数据结构，信号特有属性继承于所述信号特有属性数据结构。
5.如权利要求4所述的实现无人机余度管理数据结构的装置，其特征在于，所述设备类数据结构包括至少一个能够填入所述设备类数据结构中的设备，每个设备中包含至少一个能够填入所述设备通用属性数据结构中的设备通用属性和填入所述设备特有属性数据结构中的设备特有属性。
6.如权利要求4所述的实现无人机余度管理数据结构的装置，其特征在于，所述信号类数据结构包括至少一个能够填入所述信号类数据结构中的信号，每个信号中包含至少一个能够填入所述信号通用属性数据结构中的信号通用属性和填入所述信号特有属性数据结构中的信号特有属性。
7.一种计算处理装置，其特征在于，所述计算处理装置包括：
一个或多个处理器；
存储一个或多个程序的存储装置；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-3任一所述实现无人机余度管理数据结构的方法。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包含计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-3任一所述实现无人机余度管理数据结构的方法。
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