一种无人机指控系统功能权限自适应分配方法及装置

技术领域

本申请属于无人机操控技术领域，具体涉及一种无人机指控系统功能权限自适应分配方法及装置。

背景技术

目前无人机指控系统进行功能权限自适应分配设计时，主要只考虑无人机系统的自主能力，为了降低操作员的工作负荷，在无人机自主能力高时，降低无人机指控系统的功能和权限等级，在无人机自主能力低时，提高无人机指控系统的功能和权限等级，保证操作员在对应操作不同自主能力无人机或无人机自主等级被预设为不同能力时，均保持较低的工作负荷，保障任务执行的可行性。相关技术对人的因素考虑较少，主要存在以下几个方面的问题：

a)当操作员由于长时间工作或身体状态不佳而坚持工作时，未充分利用机器智能，导致作战效能降低；

b)在机器智能水平不够时，操作员工作负荷较低，未能充分利用人体智能。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供一种无人机指控系统功能权限自适应分配方法及装置，该方法通过监测操作员的心率，采用非侵入式诊断的方式判断当前操作员处于正常工作状态、中度疲劳状态或重度疲劳状态，将其与指挥系统功能权限分配状态进行关联映射，自动调整指控系统的功能权限，将人-指控系统-无人机当成一个整体，实现三者功能权限的动态有机自适应结合，达到人机协同决策完成作战任务的效果。

本申请第一方面提供了一种无人机指控系统功能权限自适应分配方法，主要包括：

步骤S1、获取无人机操控员的设定时间内的心跳标准差SDNN；

步骤S2、确定所述心跳标准差SDNN所对应的心率变异程度，当所述心跳标准差SDNN小于第一设定值时，所述心率变异程度为较低，当所述心跳标准差SDNN大于第二设定值时，所述心率变异程度为较高，当所述心跳标准差SDNN介于所述第一设定值与所述第二设定值之间时，所述心率变异程度为适中；

步骤S3、根据所述心率变异程度修改无人机操控员的操控权限，当所述心率变异程度较低时，增加无人机操控员的操控权限，当所述心率变异程度较高时，降低无人机操控员的操控权限。

优选的是，步骤S1中，所述心跳标准差SDNN通过以下公式计算：

其中，RR

优选的是，步骤S2中，所述第一设定值为50ms，所述第二设定值为100ms。

优选的是，步骤S2进一步包括：

统计多次设定时间内的心跳标准差SDNN落入各心率变异程度的次数；

若所述次数超过50％，则认定无人机操控员的具有对应的心率变异程度。

优选的是，步骤S3中，增加无人机操控员的操控权限包括：降低指控系统后续任务进程中对于第一任务事件中的部分的自主权限等级，并提醒操作员确认，所述第一任务事件是指人体智能优于机器智能处理水平的任务事件；降低无人机操控员的操控权限包括：提高指控系统后续任务进程中对于第二任务事件中的部分的自主权限等级，并提醒操作员确认，所述第二任务事件是指机器智能优于人体智能处理水平，或者两者相当的任务事件。

本申请第二方面提供了一种无人机指控系统功能权限自适应分配装置，主要包括：

心跳标准差获取模块，用于获取无人机操控员的设定时间内的心跳标准差SDNN；

心率变异程度确定模块，用于确定所述心跳标准差SDNN所对应的心率变异程度，当所述心跳标准差SDNN小于第一设定值时，所述心率变异程度为较低，当所述心跳标准差SDNN大于第二设定值时，所述心率变异程度为较高，当所述心跳标准差SDNN介于所述第一设定值与所述第二设定值之间时，所述心率变异程度为适中；

操控权限修改模块，用于根据所述心率变异程度修改无人机操控员的操控权限，当所述心率变异程度较低时，增加无人机操控员的操控权限，当所述心率变异程度较高时，降低无人机操控员的操控权限。

优选的是，心跳标准差获取模块中，所述心跳标准差SDNN通过以下公式计算：

其中，RR

优选的是，心率变异程度确定模块中，所述第一设定值为50ms，所述第二设定值为100ms。

优选的是，心率变异程度确定模块进一步包括：

统计单元，用于统计多次设定时间内的心跳标准差SDNN落入各心率变异程度的次数；

决策单元，用于若所述次数超过50％，则认定无人机操控员的具有对应的心率变异程度。

优选的是，所述操控权限修改模块包括：

增加权限单元，用于增加无人机操控员的操控权限，包括：降低指控系统后续任务进程中对于第一任务事件中的部分的自主权限等级，并提醒操作员确认，所述第一任务事件是指人体智能优于机器智能处理水平的任务事件；

降低权限单元，用于降低无人机操控员的操控权限包括：提高指控系统后续任务进程中对于第二任务事件中的部分的自主权限等级，并提醒操作员确认，所述第二任务事件是指机器智能优于人体智能处理水平，或者两者相当的任务事件。

本申请主要结合操作员的生理特征监测技术与指控系统功能权限自适应调整逻辑进行映射，保障在无人机自主能力一定的条件下，自适应调整人和指控系统的功能权限，能够实现操作员工作负荷与指控系统自主能力的有机结合，最大效能合理使用人体智能，为人机混合智能指控创造基础和条件。

附图说明

图1为本申请无人机指控系统功能权限自适应分配方法的一优选实施例的流程图。

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方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。

本申请第一方面提供了一种无人机指控系统功能权限自适应分配方法，如图1所示，主要包括：

步骤S1、获取无人机操控员的设定时间内的心跳标准差SDNN；

步骤S2、确定所述心跳标准差SDNN所对应的心率变异程度，当所述心跳标准差SDNN小于第一设定值时，所述心率变异程度为较低，当所述心跳标准差SDNN大于第二设定值时，所述心率变异程度为较高，当所述心跳标准差SDNN介于所述第一设定值与所述第二设定值之间时，所述心率变异程度为适中；

步骤S3、根据所述心率变异程度修改无人机操控员的操控权限，当所述心率变异程度较低时，增加无人机操控员的操控权限，当所述心率变异程度较高时，降低无人机操控员的操控权限。

在一些可选实施方式中，步骤S1中，所述心跳标准差SDNN通过以下公式计算：

其中，RR

本实施例中，通过使用心率变异采集的方式进行操作员的工作负荷评估，基于Marek提出的统计学方法，心率变异可使用R-R(1次心跳用时)序列的SDNN来反应疲劳。

在一些可选实施方式中，步骤S2中，所述第一设定值为50ms，所述第二设定值为100ms。

该实施例中，SDNN与操作员工作负荷映射关系如下：

a)当SDNN≤50ms时，为心率变异程度较低，对应操作员工作负荷较低；

b)当SDNN≥100ms时，为心率变异程度较高，对应操作员工作负荷高；

c)当50ms＜SDNN＜100ms时为心率变异程度适中，对应操作员工作负荷适中。

在一些可选实施方式中，步骤S2进一步包括：

统计多次设定时间内的心跳标准差SDNN落入各心率变异程度的次数；

若所述次数超过50％，则认定无人机操控员的具有对应的心率变异程度。

举例来说，操作员可配戴心率监测手环，系统每分钟计算一次操作员的SDNN，采取3判2的方式认定操作员工作负荷评估结果，即：

a)每3分钟有2次认定操作员工作负荷较低则判定操作员工作负荷较低；

b)每3分钟有2次认定操作员工作负荷适中则判定操作员工作负荷适中；

c)每3分钟有2次认定操作员工作负荷较高则判定操作员工作负荷较高。

在一些可选实施方式中，步骤S3中，增加无人机操控员的操控权限包括：当SDNN≤50ms时，可适当降低指控系统后续任务进程中对于某些任务事件(即人体智能优于于机器智能处理水平的任务事件)的自主权限等级，并提醒操作员确认，更好的发挥人体智能优势。

降低无人机操控员的操控权限包括：当SDNN≥100ms时，可自适应调整提高指控系统后续任务进程中对于某些任务事件(即机器智能优于或与人体智能处理水平相当的任务事件)的自主权限等级，并提醒操作员确认，更好的发挥机器智能优势。

另外，当50ms＜SDNN＜100ms时，维持当前指控系统对各项任务事件的自主权限等级

本申请第二方面提供了一种与上述方法对应的无人机指控系统功能权限自适应分配装置，主要包括：

心跳标准差获取模块，用于获取无人机操控员的设定时间内的心跳标准差SDNN；

心率变异程度确定模块，用于确定所述心跳标准差SDNN所对应的心率变异程度，当所述心跳标准差SDNN小于第一设定值时，所述心率变异程度为较低，当所述心跳标准差SDNN大于第二设定值时，所述心率变异程度为较高，当所述心跳标准差SDNN介于所述第一设定值与所述第二设定值之间时，所述心率变异程度为适中；

操控权限修改模块，用于根据所述心率变异程度修改无人机操控员的操控权限，当所述心率变异程度较低时，增加无人机操控员的操控权限，当所述心率变异程度较高时，降低无人机操控员的操控权限。

在一些可选实施方式中，心跳标准差获取模块中，所述心跳标准差SDNN通过以下公式计算：

其中，RR

在一些可选实施方式中，心率变异程度确定模块中，所述第一设定值为50ms，所述第二设定值为100ms。

在一些可选实施方式中，心率变异程度确定模块进一步包括：

统计单元，用于统计多次设定时间内的心跳标准差SDNN落入各心率变异程度的次数；

决策单元，用于若所述次数超过50％，则认定无人机操控员的具有对应的心率变异程度。

在一些可选实施方式中，所述操控权限修改模块包括：

增加权限单元，用于增加无人机操控员的操控权限，包括：降低指控系统后续任务进程中对于第一任务事件中的部分的自主权限等级，并提醒操作员确认，所述第一任务事件是指人体智能优于机器智能处理水平的任务事件；

降低权限单元，用于降低无人机操控员的操控权限包括：提高指控系统后续任务进程中对于第二任务事件中的部分的自主权限等级，并提醒操作员确认，所述第二任务事件是指机器智能优于人体智能处理水平，或者两者相当的任务事件。

本申请主要结合操作员的生理特征监测技术与指控系统功能权限自适应调整逻辑进行映射，保障在无人机自主能力一定的条件下，自适应调整人和指控系统的功能权限，能够实现操作员工作负荷与指控系统自主能力的有机结合，最大效能合理使用人体智能，为人机混合智能指控创造基础和条件。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本申请作了详尽的描述，但在本申请基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本申请精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本申请要求保护的范围。