移动协同感知网络的令牌存储与安全路由控制方法及系统

本发明涉及计算机模型，具体涉及一种移动协同感知网络的令牌存储与安全路由控制方法及系统。

背景技术：

1、在移动协同感知系统中，移动终端、车辆、机器人、无人机、基础设施传感器及边缘节点可在间歇通信、链路容量、缓存和响应期限约束下交换或复用感知模型内部的令牌。令牌可以表示对象、场景上下文、提示、意图、自身状态或短时预测。令牌生成后，即使数据包刚刚到达，其所表示的对象状态也可能因运动、遮挡、节点切换或来源不一致而失效。因此，仅用生成时间或接收时间判断复用价值不足以描述令牌进入下一次推理时的任务风险。数据包的新鲜程度、令牌是否仍代表当前对象，以及该令牌进入下一次推理后的任务损失，是三个不同问题。例如：静态场景提示与运动目标具有相同生成时刻时，其物理年龄相同，但由运动、视角变化和任务要求引起的复用风险可以不同。移动节点发生切换后，来源坐标或模型版本不兼容也可能使物理年龄较小的令牌失效。

2、现有技术包括以下几种方法：

3、信息年龄方法，以信息生成后的经过时间衡量新鲜度，其缓存方法还可按固定时间窗口或最近使用顺序选择保留内容。该方法能够处理时间与容量问题，但相同物理年龄的静态背景令牌和运动目标令牌可能具有不同的后续损失。

4、协同感知通信方法可以选择通信对象、空间区域或特征，并在带宽限制下改善信息交换。这些选择主要作用于通信对象或传输内容，对于已经保存在模型记忆中的单个令牌，仍需判断其坐标、模型版本、来源与当前场景是否一致，以及是否应当继续进入下一次推理。

5、移动边缘计算和任务卸载方法可以分配计算与通信资源。它们与逐令牌有效性控制可以配合，但资源调度本身并不等于对令牌复用风险、负记忆失效和后续路由动作的联合判定。

6、由此可见，现有技术主要存在以下缺点：

7、1．仅依据经过时间或缓存顺序选择令牌时，难以区分相同时间戳下不同令牌的预测不确定性、语义漂移和任务相关性。

8、2．仅依据链路或当前可见性选择传输内容时，可能无法识别令牌的坐标签名、模型版本或来源变换与接收端不一致的情况。

9、3．扁平令牌缓存难以显式记录时间关联、相对位姿、来源关系及对象已消失或关系已失效的状态，陈旧的正令牌可能再次进入场景图。

10、4．刷新、复用、纠正、压缩及路由若分别决定，难以在链路容量、缓存预算、响应期限、版本兼容性和因果顺序约束下选择同一时刻的可行动作。

技术实现思路

1、本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种移动协同感知网络的令牌存储与安全路由控制方法及系统。

2、本发明提供了一种移动协同感知网络的令牌存储与安全路由控制方法，用于在移动协同感知网络中对令牌的生成到输出的过程进行控制，具有这样的特征，采用控制周期进行控制，每个控制周期包括：令牌生成步骤，获取移动协同感知网络的节点的当前输入、位姿、链路状态及缓存记忆，基于当前输入、位姿及缓存记忆生成当前令牌，并读取当前令牌和之前存储的缓存令牌的元数据；单调语义年龄估计步骤，根据当前令牌和缓存令牌的物理年龄、预测不确定性、语义漂移、任务相关度和来源一致性风险，计算得到单调语义年龄；场景令牌图更新步骤，更新短时令牌预测、不确定性和场景令牌图中的相关边；负记忆生成步骤，在令牌中对确认消失、模型版本冲突或来源变换不匹配的状态生成负记忆，从而阻止相应陈旧正令牌直接回流；候选动作生成步骤，生成候选动作集合，该候选动作集合包含令牌的刷新、复用、纠正、压缩和路由动作，结合单调语义年龄与有限时域目标对动作进行排序，将令牌的外推、丢弃和本地动作保留为候选动作集合中的可选动作；动作筛选步骤，检查兼容性与资源约束，将候选动作集合映射到预设的动作可行集，对超出预设阈值的关键令牌执行安全过滤，得到选定动作；选定动作执行步骤，执行选定动作，更新场景令牌图和缓存，并输出选定动作的记录供下一控制周期使用。

3、在本发明提供的移动协同感知网络的令牌存储与安全路由控制方法中，还可以具有这样的特征：其中，节点的类型包括移动感知节点、基础设施传感器、中继和边缘节点，元数据包括生成时间、坐标签名、身份、来源、模型版本、不确定性描述和字节成本。

4、在本发明提供的移动协同感知网络的令牌存储与安全路由控制方法中，还可以具有这样的特征：其中，场景令牌图采用图数据库、键值存储加邻接索引或分布式图结构，场景令牌图的图节点保存令牌及元数据，图边保存时间关联、相对位姿、来源关系和因果依赖。

5、在本发明提供的移动协同感知网络的令牌存储与安全路由控制方法中，还可以具有这样的特征：其中，动作可行集受链路容量、缓存预算、响应期限、模型版本兼容性和因果顺序约束。

6、在本发明提供的移动协同感知网络的令牌存储与安全路由控制方法中，还可以具有这样的特征：在候选动作生成步骤中，根据单调语义年龄确定令牌的处理优先级，并对候选动作集合中的可选动作进行有限时域目标评价，有限时域目标包括任务损失、安全尾部风险、通信成本、能量成本和时间不一致代价，根据有限时域目标得到各可选动作对应的综合代价，并基于综合代价对候选动作进行排序。

7、本发明提供的移动协同感知网络的令牌存储与安全路由控制方法，还可以具有这样的特征：在动作筛选步骤中，对关键令牌进行安全过滤包括：对关键令牌设置类别阈值，当单调语义年龄大于该类别阈值，且刷新、纠正或本地动作至少有一项可行时，选择可行的上述动作；若上述动作均不可行，则保留单调语义年龄，并按不可行情形计入附加风险项。

8、在本发明提供的移动协同感知网络的令牌存储与安全路由控制方法中，还可以具有这样的特征：在动作筛选步骤中，对关键令牌进行慢层控制，包括：设置较慢的鲁棒控制层；在移动协同感知网络的网络拓扑发生变化后，围绕观测到的信道和轨迹分布的不确定集合，通过鲁棒控制层根据经验目标调整类别阈值和缓存预算，逐帧控制以在当前约束下筛选动作。

9、本发明还提供了一种移动协同感知网络的令牌存储与安全路由控制系统，用于进行上述方法，具有这样的特征，该系统包括：令牌生成模块，用于获取移动协同感知网络的节点的当前输入、位姿、链路状态及缓存记忆，基于当前输入、位姿及缓存记忆生成当前令牌，并读取当前令牌和之前存储的缓存令牌的元数据；单调语义年龄估计模块，用于计算当前令牌和缓存令牌的物理年龄、预测不确定性、语义漂移、任务相关度和来源一致性风险，得到单调语义年龄；场景令牌图更新模块，用于更新短时令牌预测、不确定性和场景令牌图中的相关边；负记忆生成模块，用于在令牌中对确认消失、模型版本冲突或来源变换不匹配的状态生成负记忆，从而阻止相应陈旧正令牌直接回流；候选动作生成模块，用于生成候选动作集合，该候选动作集合中包含所述令牌的刷新、复用、纠正、压缩和路由动作，结合所述单调语义年龄与有限时域目标对所述动作进行排序，将令牌的外推、丢弃和本地动作保留为候选动作集合中的可选动作；动作筛选模块，用于检查兼容性与资源约束，将候选动作集合映射到预设的动作可行集，对超出预设阈值的关键令牌执行安全过滤，得到选定动作；选定动作执行模块，用于执行选定动作，更新场景令牌图和缓存，并输出选定动作的记录供下一控制周期使用。

10、与现有技术相比，本发明的作用与效果包括：

11、本发明的移动协同感知网络的令牌存储与安全路由控制方法中，通过单调语义年龄估计步骤，将物理年龄与不确定性、漂移、相关度及来源一致性风险共同用于逐令牌排序，使相同物理年龄的令牌能够按照不同的复用风险处理；通过负记忆生成步骤，将对象已经消失或关系已经无效的状态以负记忆标识的形式显式表示，从而避免陈旧正令牌再次进入场景令牌图；通过候选动作生成步骤，使得存储和路由动作在同一容量、缓存、期限、版本及因果顺序约束下选择；通过动作筛选步骤，对超阈关键令牌进行安全过滤，并区分可行纠正与无法纠正两种分析情形。