一种多余度飞机管理计算机软件的空中管控方法、系统、计算机程序及存储介质与流程

1.本发明涉及无人机管理计算机领域，特别涉及一种多余度飞机管理计算机软件的空中管控方法、系统、计算机程序及存储介质。


背景技术：

2.无人机飞机管理计算机软件是飞机控制、管理的核心软件，其可靠性直接影响飞机的安全。无人机飞机管理计算机软件通常会采用冗余的方式来增强系统的可靠性，但是随着余度的提升，其硬件设计的复杂度和软件算法的复杂度提升导致的风险常常会抵消余度提升带来的可靠性提升，所以目前主流的飞机管理计算机余度一般采用3余度或者4余度。
3.但是随着目前无人机技术的发展，无人机的滞空时间越来越长，执行任务所需要的留空要求越来越高，软件和硬件的复杂程度越来越高，即使采用多余度计算机，还是存在计算机余度失能的可能，如果由于某些软件和硬件的原因，其中一个余度失能，那么会面临三个问题，第一是，怎么判断和剔除失效的计算机余度即余度的故障的自监控，这个不管是从软件和硬件层面，都是无法做到逻辑的完备性的；第二个问题是，即使能够正确识别出其中的故障余度，那么由于飞行管理软件的特殊性，一般采用的是切除故障余度的处理办法，这会导致整个飞管计算机的余度数量下降，由此导致无人机执行当前飞行任务的可靠性不可逆的下降，影响飞行安全；第三个问题，目前的飞行管理计算机软件方案一般会采用相似余度方案，如果余度故障具有运行时间累积性和相似性，那么随着飞机管理计算机上电时间的累积，整个飞机管理计算机同时失效的可能逐步增加，那么以目前的余度管理是无法应对多余度同时失效的情况的。而且如果无人机的滞空时间越来越长，则无人机空中升级的需求越迫切，由于目前无人机的飞机管理计算机软件的一般的升级过程均在地面进行，如果无人机需要长时间滞空执行任务，在飞行过程中则无法进行飞机管理计算机软件的升级，影响无人机软件的升级和稳定性。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，提供了一种多余度飞机管理计算机软件的空中管控方法、系统、计算机程序及存储介质，在飞机管理计算中增加一块pmu(平台管理单元)板卡，负责cpu板卡的启动、唤醒、重置、故障监控等功能，旨在解决在无人机飞行过程中出现单/多余度计算机故障或者发现缺陷和需要升级无人机飞管计算机软件时，可以自主或者遥控对其中一个余度或者多个余度的进行软件进行重启或升级，消除余度故障,修复缺陷，提高软件的安全性，升级软件，更新软件功能。
5.本发明采用的技术方案如下：一种多余度飞机管理计算机软件的空中管控方法，多余度飞机管理计算机软件实时保存数据至存储模块；在飞机管理计算机中加入pmu单元，pmu单元接收遥控指令，进入管控流程：
6.步骤1、判断指令类型，若为重启指令，进入重启流程，跳转至步骤2；若为升级指令，进入升级流程，跳转至步骤3；
7.步骤2、将重启指令发送至指定余度cpu软件，cpu软件将关键数据发送到pmu单元，卸载指定余度cpu软件，卸载完成后重新加载cpu软件到内存中并启动；
8.步骤3、将升级指令发送至指定余度cpu软件，cpu软件将关键数据发送到pmu单元，并从链路获取新版本的cpu软件，卸载指定余度原cpu软件，卸载完成后将新版本的cpu软件到内存中并启动；
9.步骤4、从pmu单元中获取关键数据进行初始化及数据恢复，并从存储模块中获取剩余信息，最后进行余度间同步。
10.进一步的，所述存储模块包括nvram和flash，nvram用于存储关键数据，flash用于关键数据以外的数据。
11.进一步的，在pmu收到遥控重启指令或定时重启指令或判断某个余度发生故障时，均控制执行重启流程。
12.进一步的，所述关键数据包括飞行阶段信息、当前航点编号及动力系统状态。
13.进一步的，所述步骤4中数据恢复包括：飞机阶段信息和状态信息恢复。
14.本发明还提供了一种多余度飞机管理计算机软件的空中管控系统，包括pmu单元、多余度的cpu软件及存储模块；所述存储模块包括nvram及flash，nvram用于实时存储关键数据，flash用于实时存储除关键数据以外的数据；所述pmu单元接收遥控指令，判断遥控指令类型，若为重启指令，根据重启指令进入cpu软件的重启流程；若为升级指令，则根据升级指令进入cpu软件的升级流程。
15.进一步的，所述重启流程为：将重启指令发送至指定余度cpu软件，cpu软件将关键数据发送到pmu单元，卸载指定余度cpu软件，卸载完成后重新加载cpu软件到内存中并启动，启动后从pmu单元中获取关键数据进行初始化及数据恢复，并从存储模块中获取剩余信息，最后进行余度间同步，完成升级。
16.进一步的，所述升级流程为：将升级指令发送至指定余度cpu软件，cpu软件将关键数据发送到pmu单元，并从链路获取新版本的cpu软件，卸载指定余度原cpu软件，卸载完成后将新版本的cpu软件到内存中并启动；从pmu单元中获取关键数据进行初始化及数据恢复，并从存储模块中获取剩余信息，最后进行余度间同步，完成升级。
17.本发明还提供了一种计算机程序，其包括有计算机程序指令，其中，所述程序指令被处理器执行时用于实现上述的多余度飞机管理计算机软件的空中管控方法对应的过程。
18.本发明还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述程序指令被处理器执行时用于实现上述的多余度飞机管理计算机软件的空中管控方法对应的过程。
19.与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：
20.1、采用高可靠pmu(平台管理单元)进行余度判断替代余度监控自监控，提高余度监控的准确性；
21.2、分级(pmu
‑
nvram
‑
flash)数据存储与恢复机制，缩短软件重启和升级的响应时间和提高软件重启和升级的成功率；
22.3、支持定时重启指定余度软件，提高软件平均无故障运行时间；
23.4、支持空中升级，提高无人机的适应性和软件的安全性。
附图说明
24.图1是本发明提出的多余度飞机管理计算机软件的空中管控方法基本工作流程示意图。
25.图2是本发明提出的多余度飞机管理计算机软件的空中管控系统数据交换示意图。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明做进一步描述。
27.实施例1
28.如图1所示，本实施例提出了一种多余度飞机管理计算机软件的空中管控方法，多余度飞机管理计算机软件实时保存数据至存储模块；在飞机管理计算机中加入pmu单元，pmu单元接收遥控指令，进入管控流程：
29.步骤1、判断指令类型，若为重启指令，进入重启流程，跳转至步骤2；若为升级指令，进入升级流程，跳转至步骤3；
30.步骤2、将重启指令发送至指定余度cpu软件，cpu软件将关键数据发送到pmu单元，卸载指定余度cpu软件，卸载完成后重新加载cpu软件到内存中并启动；
31.步骤3、将升级指令发送至指定余度cpu软件，cpu软件将关键数据发送到pmu单元，并从链路获取新版本的cpu软件，卸载指定余度原cpu软件，卸载完成后将新版本的cpu软件到内存中并启动；
32.步骤4、从pmu单元中获取关键数据进行初始化及数据恢复，并从存储模块中获取剩余信息，最后进行余度间同步。
33.优选的，所述存储模块包括nvram和flash，nvram用于存储关键数据，flash用于关键数据以外的数据。
34.优选的，在pmu收到遥控重启指令或定时重启指令或判断某个余度发生故障时，均控制执行重启流程。
35.优选的，所述关键数据包括飞行阶段信息、当前航点编号及动力系统状态，在所述步骤4中数据恢复包括：飞机阶段信息和状态信息恢复。
36.实施例2
37.如图2所示，本实施例提供了一种多余度飞机管理计算机软件的空中管控系统，其特征在于，包括pmu单元、多余度的cpu软件及存储模块；所述存储模块包括nvram及flash，nvram用于实时存储关键数据，flash用于实时存储除关键数据以外的数据；所述pmu单元接收遥控指令，判断遥控指令类型，若为重启指令，根据重启指令进入cpu软件的重启流程；若为升级指令，则根据升级指令进入cpu软件的升级流程。
38.具体的，所述重启流程为：将重启指令发送至指定余度cpu软件，cpu软件将关键数据发送到pmu单元，卸载指定余度cpu软件，卸载完成后重新加载cpu软件到内存中并启动，启动后从pmu单元中获取关键数据进行初始化及数据恢复，并从存储模块中获取剩余信息，最后进行余度间同步，完成升级。
39.所述升级流程为：将升级指令发送至指定余度cpu软件，cpu软件将关键数据发送到pmu单元，并从链路获取新版本的cpu软件，卸载指定余度原cpu软件，卸载完成后将新版
本的cpu软件到内存中并启动；从pmu单元中获取关键数据进行初始化及数据恢复，并从存储模块中获取剩余信息，最后进行余度间同步，完成升级。
40.优选的，所述关键数据包括飞行阶段信息、当前航点编号及动力系统状态。
41.实施例3
42.本实施例还提供了一种计算机程序，其包括有计算机程序指令，其中，所述程序指令被处理器执行时用于实现权利要求1
‑
5中任一项所述的多余度飞机管理计算机软件的空中管控方法对应的过程。
43.实施例4
44.本发明还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述程序指令被处理器执行时用于实现权利要求1
‑
5中任一项所述的多余度飞机管理计算机软件的空中管控方法对应的过程。
45.本发明提出的方案的有益效果为：
46.1、采用高可靠pmu(平台管理单元)进行余度判断替代余度监控自监控，提高余度监控的准确性。
47.2、分级(pmu
‑
nvram
‑
flash)数据存储与恢复机制，缩短软件重启和升级的响应时间、提高软件重启和升级的成功率。
48.3、支持定时重启指定余度软件，提高软件平均无故障运行时间。
49.4、支持空中升级，提高无人机的适应性和软件的安全性。
50.本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。
51.本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
52.本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。