一种基于多源数据的无人艇平台健康管理方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种基于多源数据的无人艇平台健康管理方法及系统，方法应用于无人艇端，包括：获取无人艇与执行任务相关的相关数据信息；对相关数据信息进行数据处理，得到处理结果信息；分别分析处理结果信息中的各子处理结果信息，对得到的动力系统分析结果、导航系统分析结果、环境系统分析结果以及任务系统分析结果进行异常性判断；结合动力系统分析结果、导航系统分析结果、环境系统分析结果以及任务系统分析结果，进行综合分析，得到总体分析结果；生成临时决策信息；发送全部的舰端数据至岸基端，以接收岸基端对舰端数据进行分析处理后生成的决策信息，并执行决策信息。实现自主性的基础判断，并根据判断规则及结果进行自主决策。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多源数据的无人艇平台健康管理方法及系统
本专利技术涉及数据分析数据处理
，特别是一种基于多源数据的无人艇平台健康管理方法及系统。
技术介绍
无人艇作为海洋装备的重要发展方向之一，具有速度快、搭载性强、无需考虑人类承受极限等特点，市场应用前景广阔。无人艇多应用于海洋环境，但是，海洋环境存在海况多变的特点，作为水面典型无人装备，在没有人类乘坐的前提下，更适合使用于危险或恶劣的环境中，同时无人艇相较无人机与无人车，存在尺寸体积较大的特点，也就可以同时携带更多的燃料，单次出动的续航时间相较其他无人装备明显加长，进而在此种条件下，对无人艇平台健康管理的重要性尤为突出。期刊《兵工学报》第35卷增刊1,68页记载了一篇《地面无人车辆故障预测与健康管理系统研究》的文章，该文章针对当前地面无人车辆整理状况，提出地面无人车辆故障预测与健康管理系统的概念，规划地面无人车辆健康管理系统总体架构，从数据采集、数据监控、数据存储、数据转发四个方面设计车载系统，从软件设计、数据库设计、故障诊断三个方面设计地面便携式系统，以车载系统与地面便携式系统组成整体健康管理整体系统。但是，该系统仅支持对一辆车辆进行健康管理，其他无人车辆的信息数据仅能通过以历史数据的形式加入到地面便携式系统中。水面无人艇更多的以集群形式同时执行任务，具有在相同海域多艇同时工作的特点，进而地面无人车辆的故障预测与健康管理系统不支持协同无人艇数据信息的实时横向对比，不符合无人艇使用场景的需要。此外，期刊《飞机设计》第29卷第4期，52页记载了一篇《无人机故障预测与健康管理系统研究》的文章，该文章通过对故障预测与健康管理系统的研究，搭建了无人机故障预测与健康管理系统的总体框架，分析了数据采集和传感器应用技术，通信技术，数据预处理技术，数据融合技术，状态监测、健康评估和故障预测技术，接口技术等关键技术，在总体框架的基础上进行了结构化的功能分层，设计了无人机故障预测与健康管理系统模块。但是，无人机使用于天空中，其通讯条件被影响程度较低。无人艇使用于海洋、江河或湖泊等水面，由于海况等条件的复杂多变性，无人艇需要具备在非人为干预下的自主数据分析与修复能力，在健康管理的过程中，需要具有非人类全程在线的特点，目前该文章设计的无人机故障预测与健康管理系统，不具备自主调节能力，不符合无人艇的使用需求。
技术实现思路
有鉴于现有技术中存在的上述问题，本专利技术实施例提供一种能够进行自主性的基础判断，并根据判断规则及结果进行自主决策，实现在无人为干预的情况下实施应急处理策略的基于多源数据的无人艇平台健康管理方法及系统。本专利技术实施例提供一种基于多源数据的无人艇平台健康管理方法，应用于无人艇端，包括：获取无人艇与执行任务相关的相关数据信息，其中，所述相关数据信息包括动力系统数据信息、导航系统数据信息、环境系统数据信息以及任务系统数据信息；对所述相关数据信息进行数据处理，得到处理结果信息，并对所述处理结果信息进行异常性判断；分别分析所述处理结果信息中基于所述动力系统数据信息、导航系统数据信息、环境系统数据信息以及任务系统数据信息进行数据处理所得到的相应的子处理结果信息，得到动力系统分析结果、导航系统分析结果、环境系统分析结果以及任务系统分析结果，并对所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果以及所述任务系统分析结果进行异常性判断；结合所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果以及所述任务系统分析结果，进行综合分析，得到总体分析结果；基于所述所述处理结果信息、所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果、所述任务系统分析结果以及所述总体分析结果生成临时决策信息，以使无人艇执行；发送包括有所述处理结果信息、所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果、所述任务系统分析结果、所述总体分析结果以及临时决策信息的舰端数据至岸基端，以接收岸基端对所述舰端数据进行分析处理后生成的决策信息，并执行所述决策信息。在本专利技术的一些实施例中，在对所述相关数据信息进行数据处理之前，所述方法还包括：获取所述无人艇的各组成部件的状态信息；所述对所述相关数据信息进行数据处理，包括：对所述相关数据信息进行单位制统一以及计算数据特征值；所述对所述处理结果信息进行异常性判断，包括：若判断所述处理结果信息存在异常性或所述状态信息存在异常性，则，以第一预设应急处理策略对所述无人艇进行处理，其中，所述第一预设应急处理策略至少包括停止所述无人艇的航行。在本专利技术的一些实施例中，所述分别分析所述处理结果信息中基于所述动力系统数据信息、导航系统数据信息、环境系统数据信息以及任务系统数据信息进行数据处理所得到的相应的子处理结果信息，包括：分析所述动力系统数据信息的子处理结果信息是否处于第一预设阈值范围内；分析所述导航系统数据信息的子处理结果信息是否处于第二预设阈值范围内；分析所述环境系统数据信息的子处理结果信息是否处于第三预设阈值范围内；分析所述任务系统数据信息的子处理结果信息是否处于第四预设阈值范围内；若判断所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果以及所述任务系统分析结果中的任一分析结果超出与该分析结果对应的预设阈值范围，则表征存在异常，则，以第二预设应急处理策略对所述无人艇进行处理，其中，所述第二预设应急处理策略至少包括停止所述无人艇的航行。在本专利技术的一些实施例中，所述结合所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果以及所述任务系统分析结果，进行综合分析，得到总体分析结果，包括：将所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果以及所述任务系统分析结果进行相互递推逻辑分析；得到总体分析结果，所述总体分析结果中包括用以对所述无人艇进行处理的第三预设应急处理策略，其中，所述第三预设应急处理策略至少包括停止所述无人艇的航行。在本专利技术的一些实施例中，所述岸基端生成所述决策信息的步骤如下：接收并保存无人艇端发送的所述舰端数据；将所述舰端数据与预先存储的故障诊断数据进行比对，得到诊断结果并显示；基于所述诊断结果，并结合预先存储的故障预测数据进行故障预测，预测所述舰端数据所对应无人艇的故障预测结果并显示；基于所述故障预测结果，并结合预先存储的推理决策数据，进行推理决策，生成建议性决策结果并显示；基于所述诊断结果、所述故障预测结果以及所述建议性决策结果，生成所述决策信息。本专利技术实施例还提供了一种基于多源数据的无人艇平台健康管理方法，应用于岸基端，包括：接收并保存无人艇端发送的舰端数据；将所述舰端数据与预先存储的故障诊断数据进行比对，得到诊断结果并显示；基于所述诊断结果，并结合预先存储的故障预测数据进行故障预测，预测所述舰端数据所对应无人艇的故障预测结果并显示；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多源数据的无人艇平台健康管理方法，应用于无人艇端，其特征在于，包括：/n获取无人艇与执行任务相关的相关数据信息，其中，所述相关数据信息包括动力系统数据信息、导航系统数据信息、环境系统数据信息以及任务系统数据信息；/n对所述相关数据信息进行数据处理，得到处理结果信息，并对所述处理结果信息进行异常性判断；/n分别分析所述处理结果信息中基于所述动力系统数据信息、导航系统数据信息、环境系统数据信息以及任务系统数据信息进行数据处理所得到的相应的子处理结果信息，得到动力系统分析结果、导航系统分析结果、环境系统分析结果以及任务系统分析结果，并对所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果以及所述任务系统分析结果进行异常性判断；/n结合所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果以及所述任务系统分析结果，进行综合分析，得到总体分析结果；/n基于所述所述处理结果信息、所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果、所述任务系统分析结果以及所述总体分析结果生成临时决策信息，以使无人艇执行；/n发送包括有所述处理结果信息、所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果、所述任务系统分析结果、所述总体分析结果以及临时决策信息的舰端数据至岸基端，以接收岸基端对所述舰端数据进行分析处理后生成的决策信息，并执行所述决策信息。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于多源数据的无人艇平台健康管理方法，应用于无人艇端，其特征在于，包括：
获取无人艇与执行任务相关的相关数据信息，其中，所述相关数据信息包括动力系统数据信息、导航系统数据信息、环境系统数据信息以及任务系统数据信息；
对所述相关数据信息进行数据处理，得到处理结果信息，并对所述处理结果信息进行异常性判断；
分别分析所述处理结果信息中基于所述动力系统数据信息、导航系统数据信息、环境系统数据信息以及任务系统数据信息进行数据处理所得到的相应的子处理结果信息，得到动力系统分析结果、导航系统分析结果、环境系统分析结果以及任务系统分析结果，并对所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果以及所述任务系统分析结果进行异常性判断；
结合所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果以及所述任务系统分析结果，进行综合分析，得到总体分析结果；
基于所述所述处理结果信息、所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果、所述任务系统分析结果以及所述总体分析结果生成临时决策信息，以使无人艇执行；
发送包括有所述处理结果信息、所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果、所述任务系统分析结果、所述总体分析结果以及临时决策信息的舰端数据至岸基端，以接收岸基端对所述舰端数据进行分析处理后生成的决策信息，并执行所述决策信息。


2.根据权利要求1所述的基于多源数据的无人艇平台健康管理方法，其特征在于，在对所述相关数据信息进行数据处理之前，所述方法还包括：
获取所述无人艇的各组成部件的状态信息；
所述对所述相关数据信息进行数据处理，包括：
对所述相关数据信息进行单位制统一以及计算数据特征值；
所述对所述处理结果信息进行异常性判断，包括：
若判断所述处理结果信息存在异常性或所述状态信息存在异常性，则，以第一预设应急处理策略对所述无人艇进行处理，其中，所述第一预设应急处理策略至少包括停止所述无人艇的航行。


3.根据权利要求1所述的基于多源数据的无人艇平台健康管理方法，其特征在于，所述分别分析所述处理结果信息中基于所述动力系统数据信息、导航系统数据信息、环境系统数据信息以及任务系统数据信息进行数据处理所得到的相应的子处理结果信息，包括：
分析所述动力系统数据信息的子处理结果信息是否处于第一预设阈值范围内；
分析所述导航系统数据信息的子处理结果信息是否处于第二预设阈值范围内；
分析所述环境系统数据信息的子处理结果信息是否处于第三预设阈值范围内；
分析所述任务系统数据信息的子处理结果信息是否处于第四预设阈值范围内；
若判断所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果以及所述任务系统分析结果中的任一分析结果超出与该分析结果对应的预设阈值范围，则表征存在异常，则，
以第二预设应急处理策略对所述无人艇进行处理，其中，所述第二预设应急处理策略至少包括停止所述无人艇的航行。


4.根据权利要求1所述的基于多源数据的无人艇平台健康管理方法，其特征在于，所述结合所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果以及所述任务系统分析结果，进行综合分析，得到总体分析结果，包括：
将所述动力系统分析结果、所述导航系统分析结果、所述环境系统分析结果以及所述任务系统分析结果进行相互递推逻辑分析；
得到总体分析结果，所述总体分析结果中包括用以对所述无人艇进行处理的第三预设应急处理策略，其中，所述第三预设应急处理策略至少包括停止所述无人艇的航行。


5.根据权利要求1所述的基于多源数据的无人艇平台健康管理方法，其特征在于，所述岸基端生成所述决策信息的步骤如下：
接收并保存无人艇端发送的所述舰端数据；
将所述舰端数据与预先存储的故障诊断数据进行比对，得到诊断结果并显示；
基于所述诊断结果，并结合预先存储的故障预测数据进行故障预测，预测所述舰端数据所对应无人艇的故障预测结果并显示；
基于所述故障预测结果，并结合预先存储的推理决策数据，进行推理决策，生成建议性决策结果并显示；
基于所述诊断结果、所述故障预测结果以及所述建议性决策结果，生成所述决策信息。


6.一种基于多源数据的无人艇平台健康管理方法，应用于岸基端，其特征在于，包括：
接收并保存无人艇端发送的舰端数据；
将所述舰端数据与预先存储的故障诊断数据进行比对，得到诊断结果并显示；
基于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁旭，谢杨柳，韩玮，王晓东，曾江峰，骆福宇，张文译，董钉，赵欣，刘星辰，王子帅，
申请(专利权)人：中国船舶工业系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11