无人系统逻辑信息流动态感知控制方法及设备

技术领域

本申请属于无人系统技术领域，尤其涉及一种无人节点的控制方法、电子设备和存储介质。

背景技术

无人系统是一类能够对环境进行感知、对自身行为进行决策、能够控制自身完成任务的系统，包括但不限于无人机、机器人、自动驾驶汽车等无人自主体。无人系统需要适应的环境越来越复杂，需要完成的功能越来越困难。为了确保无人系统的适用性、鲁棒性和智能性，设计无人系统的高动态精细感知系统及其方法至关重要。

要适应环境完成任务，关键在于无人系统对自身的逻辑信息流的感知并挖掘信息流在芯片及其片上系统上的传递情况，为自主行为分析提供准确、全面的数据，并根据根据逻辑信息流做出决策调整自身的状态。目前的无人系统虽然具有感知、控制、计算、通信的功能模块，但普遍缺少对这些模块的逻辑状态进行感知和分析的系统和方法，以至于难以对无人系统自身状态进行感知，难以应对复杂的环境导致的系统本身的问题。

针对上述问题，目前业界暂未提出较佳的技术解决方案。

发明内容

本申请实施例提供一种无人节点的控制方法、电子设备和存储介质，用于至少解决上述技术问题之一。

第一方面，本申请实施例提供一种无人节点的控制方法，包括：基于预设的节点感知模块，确定无人节点对应预设时间段的至少一个逻辑感知状态数据；基于所述至少一个逻辑感知状态数据，生成逻辑信息流；基于所述逻辑信息流，检测所述无人节点的至少一个工作状态是否存在异常；响应于所检测到的存在异常的第一工作状态，调整所述第一工作状态所对应的工作模块。

第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述方法的步骤。

第三方面，本申请实施例提供一种存储介质，所述存储介质中存储有一个或多个包括执行指令的程序，所述执行指令能够被电子设备(包括但不限于计算机，服务器，或者网络设备等)读取并执行，以用于执行本申请上述方法的步骤。

第四方面，本申请实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述方法的步骤。

本申请实施例的有益效果在于：

通过为无人节点部署安装节点感知模块，对预设时间段的节点的各类状态数据进行采集，生成逻辑信息流，以此来检测无人节点是否存在异常，并在无人节点存在工作异常时对相应的工作模块进行调整。由此，通过将预设的节点感知模块安装在无人节点的系统中，能够采集并挖掘逻辑信息流的数据，及时发现无人系统所处的状态的问题，并做出决策自动调整状态，具有更高的鲁棒性和智能性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本申请实施例的无人节点的动态感知控制方法的一示例的流程图；

图2示出了根据本申请实施例的无人节点的动态感知控制系统的一示例的架构示意图；

图3示出了根据图2中的动态感知控制系统的逻辑信息流高动态精细感知方法的一示例的流程图；

图4示出了根据图3中的步骤S360的实施高动态精细感知决策算法的一示例的操作示意图；

图5为本申请的电子设备的一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、元件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

在本申请中，“模块”、“系统”等等指应用于计算机的相关实体，如硬件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件等。详细地说，例如，元件可以、但不限于是运行于处理器的过程、处理器、对象、可执行元件、执行线程、程序和/或计算机。还有，运行于服务器上的应用程序或脚本程序、服务器都可以是元件。一个或多个元件可在执行的过程和/或线程中，并且元件可以在一台计算机上本地化和/或分布在两台或多台计算机之间，并可以由各种计算机可读介质运行。元件还可以根据具有一个或多个数据包的信号，例如，来自一个与本地系统、分布式系统中另一元件交互的，和/或在因特网的网络通过信号与其它系统交互的数据的信号通过本地和/或远程过程来进行通信。

最后，还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”，不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

图1示出了根据本申请实施例的无人节点的动态感知控制方法的一示例的流程图。

如图1所示，在步骤S110中，基于预设的节点感知模块，确定无人节点对应预设时间段的至少一个逻辑感知状态数据。这里，在节点感知模块中，可以集成各类具有感知功能的单元，例如可以采用各种类型的传感器及其组合，以实现对不同类型的状态信息的采集。

在步骤S120中，基于至少一个逻辑感知状态数据，生成逻辑信息流。示例性地，可以将各类逻辑状态通过通信数据包等形式生成逻辑信息流。

在步骤S130中，基于逻辑信息流，检测无人节点的至少一个工作状态是否存在异常。示例性地，通过对逻辑信息流进行数据分析，确定是否存在某个感知状态数据偏离了正常的状态数据范围，以此进行异常识别。

在步骤S140中，响应于所检测到的存在异常的第一工作状态，调整第一工作状态所对应的工作模块。

通过本申请实施例，对无人系统节点的各类状态数据进行采集和汇总，生成逻辑信息流，挖掘逻辑信息流的数据，及时发现无人节点的系统所处的状态的问题，并做出决策自动调整状态，具有更高的鲁棒性和智能性。

关于上述步骤S130，在本申请实施例的一些示例中，基于高动态信息流抽样方法，对逻辑信息流进行等概率抽样，基于经等概率抽样得到的数据信息计算中位数，以确定对应预设时间段的有效状态数据，基于有效状态数据，确定无人节点的至少一个工作状态是否存在异常。更具体地，还可以基于预设抽样数量，对逻辑信息流中的信息进行多轮等概率抽样，这里预设抽样数量小于逻辑信息流中信息的数量。由此，通过等概率抽样方式，能有效滤除信息流中的无效信息，并保障对信息流中有效信息的提取。

在本申请实施例的一些示例中，逻辑感知状态数据包括计算负荷，当检测到计算负荷存在异常时，确定无人节点中各个计算负荷模块的负荷分配信息，继而，基于负荷分配信息，对各个计算负荷模块的工作频率进行调整。

在本申请实施例的一些示例中，逻辑感知状态数据包括环境感知信息，当检测到所述环境感知信息存在异常时，基于预设的环境感知调整算法和所述环境感知信息对所述无人节点进行操作。

在本申请实施例的一些示例中，所述逻辑感知状态数据包括控制逻辑状态数据，当检测到所述控制逻辑状态数据存在异常时，根据所述控制逻辑状态数据对控制算法进行参数调整。

在本申请实施例的一些示例中，逻辑感知状态数据包括通信状态数据，当检测到通信状态存在异常时，根据通信状态数据确定是否存在丢包率过大或通信延迟过大的情况。如果确定存在丢包率过大的情况，则控制通信系统进行自检或重启操作。另外，如果确定存在通信延迟过大的情况，则控制更换网络信号源或调整待传输数据的精度。

图2示出了根据本申请实施例的无人节点的动态感知控制系统的一示例的架构示意图。

如图2所示，在无人节点的动态感知控制系统中，实现了基于无人节点的逻辑信息流的高动态精细化感知，包括无人自主体及其底层中的控制、感知、计算、通信芯片或板级系统、高动态精细感知模块和高动态信息流抽样和分析方法。

应理解的是，如本申请实施例中的无人节点可以是各种类型的节点实体，包括但不限于机器人、自动驾驶汽车等无人系统载体。通过将感知、控制、计算、通信芯片或板级系统安装在无人自主体(或，无人节点)中，为无人自主体提供相应的功能，并分别生成高动态逻辑信息流。

具体地，高动态信息流抽样和分析方法对高动态逻辑信息流进行等概率采样，并得出中位数，作为该时间段内的逻辑信息有效数据。这里，高动态精细感知模块获取上述逻辑信息有效数据，挖掘出信息流在芯片上及其片上系统的传递情况，根据有效数据感知无人系统状态并做出决策调控各功能模块的行为。

无人节点的逻辑信息流高动态精细感知方法运行于上述高动态精细感知模块中，包含通过芯片内部寄存器管理、片上系统通信数据包配置等方式，实时获取无人自主体中的感知、控制、计算、通信芯片或板级系统的逻辑状态，以及信息流的传递时序信息等。这里，逻辑状态包括无人系统所处环境情况、控制误差、控制实时性、计算负荷、通信丢包率、通信延迟等，信息流的传递时序信息包括各功能模块间的消息队列容量、消息的有效率、消息的传递速度等。

图3示出了根据图2中的动态感知控制系统的逻辑信息流高动态精细感知方法的一示例的流程图。在如本申请实施例的逻辑信息流高动态精细感知方法中，主要包括获取和分析所述无人自主体中感知、控制、计算、通信芯片或板级系统的逻辑状态，以及信息流的传递时序信息等。

如图3所示，在步骤S310中，无人自主体的计算模块获取自身的计算负荷，以及感知、控制、通信模块的计算负荷占比，获得计算逻辑状态，包括计算负荷程度、负荷主要来源、当前算法精度等级等。

在步骤S320中，感知模块将感知到的环境信息分类，获得环境逻辑状态；控制模块将控制误差、控制实时性等控制信息分类，获得控制逻辑状态；通信模块将通信丢包率、通信延迟等通信信息分类，获得通信逻辑状态。

在步骤S330中，上述各类逻辑状态通过芯片内部寄存器管理、片上系统通信数据包等方式，生成逻辑信息流。

在步骤S340中，使用高动态信息流抽样方法对逻辑信息流未知数量的数据进行等概率抽样，每种信息流抽样k个数据。

具体抽样方式如下：

对于信息流中的第n个数据，如果k≥n，每一个样本被抽取的概率为100％，放入输出数组；如果k

对于输出数组中已存的数据，其在上一轮被留下的概率为k/(n-1)，因此其被抽取的概率为：

在步骤S350中，对上述各种信息流的抽样结果进行计算中位数，作为该时间段的有效数据。

在步骤S360中，高动态精细感知模块获取并分析该时间段的有效数据，实时获取无人自主系统各个功能模块的逻辑状态根据决策算法做出决策，并挖掘信息流在芯片上及其片上系统的传递情况，分析出高动态感知模块自身的工作状态，并根据自身的数据输入输出能力自适应调整工作频率。

图4示出了根据图3中的步骤S360的实施高动态精细感知决策算法的一示例的操作示意图。

如图4所示，在高动态精细感知决策算法中，通过分析逻辑信息有效数据，对感知、控制、通信模块进行控制。

在一些情况下，当计算逻辑状态显示计算负荷过大或不够饱和时，根据负荷主要来源信息，通过改变负荷主要来源模块的算法或精度要求，降低或提高感知或控制算法的计算复杂度，适应无人自主体的计算能力，达到负荷和精度的平衡。

在一些情况下，根据环境逻辑状态采取与环境相适应的感知或控制算法，使无人自主体更好的适应环境变化。

在一些情况下，根据控制逻辑状态分析控制误差和控制的实时性，通过改变控制频率和自适应改变控制算法参数对控制模块进行调整，以达到更好的控制效果。

在一些情况下，根据通信逻辑状态分析通信丢包率和通信延迟。若丢包率过大，控制通信系统进行自检或重启等措施，如不能解决问题，则上传错误信息并待机以减少损失；若通信延迟过大，检查网络情况，可通过更换信号源或调整数据精度，改善网络带宽或降低网络带宽的需求。

通过本申请实施例，实时检测无人系统各个功能模块的工作状态，通过逻辑信息流的方式传输至高动态精细感知模块。由此，能够挖掘逻辑信息流的数据，及时发现无人系统所处的状态的问题，并做出决策自动调整状态，具有更高的鲁棒性和智能性，使得无人节点具备自检、错误上报和待机机制，以降低因系统外部原因导致故障造成的损失。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作合并，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在一些实施例中，本申请实施例提供一种非易失性计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有一个或多个包括执行指令的程序，所述执行指令能够被电子设备(包括但不限于计算机，服务器，或者网络设备等)读取并执行，以用于执行本申请上述的无人节点的控制方法。

在一些实施例中，本申请实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述的无人节点的控制方法。

在一些实施例中，本申请实施例还提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行无人节点的控制方法。

图5是本申请另一实施例提供的执行无人节点的控制方法的电子设备的硬件结构示意图，如图5所示，该设备包括：

一个或多个处理器510以及存储器520，图5中以一个处理器510为例。

执行无人节点的控制方法的设备还可以包括：输入装置530和输出装置540。

处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。

存储器520作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的无人节点的控制方法对应的程序指令/模块。处理器510通过运行存储在存储器520中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的无人节点的控制方法。

存储器520可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据语音交互设备的使用所创建的数据等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器520可选包括相对于处理器510远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至语音交互设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置530可接收输入的数字或字符信息，以及产生与语音交互设备的用户设置以及功能控制有关的信号。输出装置540可包括显示屏等显示设备。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器520中，当被所述一个或者多个处理器510执行时，执行上述任意方法实施例中的无人节点的控制方法。

上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。

本申请实施例的电子设备以多种形式存在，包括但不限于:

(1)移动通信设备:这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括:智能手机、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。

(2)超移动个人计算机设备:这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网特性。这类终端包括:PDA、MID和UMPC设备等。

(3)便携式娱乐设备:这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括:音频、视频播放器，掌上游戏机，电子书，以及智能玩具和便携式车载导航设备。

(4)其他具有数据交互功能的机载电子装置，例如安装上车辆上的车机装置。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。