本發(fā)明實(shí)施例涉及無人機(jī)運(yùn)行安全，特別是指一種低空基地智能運(yùn)維系統(tǒng)中設(shè)備故障預(yù)測方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、無人機(jī)智能運(yùn)維系統(tǒng)是對(duì)無人機(jī)進(jìn)行全面管理和維護(hù)的綜合性系統(tǒng)，旨在提高無人機(jī)的可靠性、安全性和運(yùn)行效率；無人機(jī)故障風(fēng)險(xiǎn)是指無人機(jī)在飛行過程中由于各種因素導(dǎo)致出現(xiàn)故障，進(jìn)而影響飛行任務(wù)完成甚至造成事故的可能性。

2、目前對(duì)于無人機(jī)故障風(fēng)險(xiǎn)的檢測多是在無人機(jī)上配備多種傳感器，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測這些傳感器的數(shù)據(jù)，通過各種算法（基于閾值判斷的算法、基于機(jī)器學(xué)習(xí)的算法、基于深度學(xué)習(xí)的算法、基于數(shù)據(jù)融合的算法），確定無人機(jī)故障風(fēng)險(xiǎn)情況。目前無人機(jī)智能運(yùn)維系統(tǒng)面臨設(shè)備運(yùn)維復(fù)雜、數(shù)據(jù)分散、故障發(fā)現(xiàn)的及時(shí)性較低，傳統(tǒng)運(yùn)維模式存在局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例要解決的技術(shù)問題是提供一種低空基地智能運(yùn)維系統(tǒng)中設(shè)備故障預(yù)測方法及裝置，能夠提高無人機(jī)設(shè)備故障發(fā)現(xiàn)的及時(shí)性，提高無人機(jī)智能運(yùn)維系統(tǒng)的性能。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案如下：

3、一種低空基地智能運(yùn)維系統(tǒng)中設(shè)備故障預(yù)測方法，包括：

4、獲取低空基地智能運(yùn)維系統(tǒng)中無人機(jī)的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、飛行參數(shù)數(shù)據(jù)和氣象環(huán)境數(shù)據(jù)；

5、根據(jù)所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，確定設(shè)備狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)；

6、根據(jù)所述飛行參數(shù)數(shù)據(jù)，確定飛行參數(shù)評(píng)估指標(biāo)；

7、根據(jù)所述氣象環(huán)境數(shù)據(jù)，確定氣象環(huán)境評(píng)估指標(biāo)；

8、根據(jù)所述設(shè)備狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)、飛行參數(shù)評(píng)估指標(biāo)和氣象環(huán)境評(píng)估指標(biāo)，確定無人機(jī)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

9、可選地，獲取所述無人機(jī)的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、飛行參數(shù)數(shù)據(jù)和氣象環(huán)境數(shù)據(jù)，包括：

10、接收無人機(jī)上搭載的至少一種設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)采集傳感器發(fā)送的無人機(jī)的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)包括電機(jī)溫度數(shù)據(jù)、電機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù)、電池電壓數(shù)據(jù)和電池健康度數(shù)據(jù)；

11、接收無人機(jī)上搭載的至少一種飛行參數(shù)數(shù)據(jù)采集傳感器發(fā)送的無人機(jī)的飛行參數(shù)數(shù)據(jù)，所述飛行參數(shù)數(shù)據(jù)包括飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)、飛行高度數(shù)據(jù)、飛行速度數(shù)據(jù)和飛行負(fù)載重量數(shù)據(jù)；

12、接收至少一種氣象環(huán)境數(shù)據(jù)采集傳感器發(fā)送的無人機(jī)的氣象環(huán)境數(shù)據(jù)，所述氣象環(huán)境數(shù)據(jù)包括風(fēng)速數(shù)據(jù)、降雨情況數(shù)據(jù)、空氣濕度數(shù)據(jù)和鹽霧濃度數(shù)據(jù)。

13、可選地，根據(jù)所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，確定設(shè)備狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)，包括：

14、根據(jù)所述電機(jī)溫度數(shù)據(jù)，確定電機(jī)溫度評(píng)估指標(biāo)；

15、根據(jù)所述電機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù)，確定電機(jī)振動(dòng)評(píng)估指標(biāo)；

16、根據(jù)所述電池電壓數(shù)據(jù)，確定電池電壓評(píng)估指標(biāo)；

17、根據(jù)所述電池健康度數(shù)據(jù)，電池健康度評(píng)估指標(biāo)；

18、根據(jù)所述電機(jī)溫度評(píng)估指標(biāo)、電機(jī)振動(dòng)評(píng)估指標(biāo)、電池電壓評(píng)估指標(biāo)以及電池健康度評(píng)估指標(biāo)，確定設(shè)備狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)。

19、可選地，根據(jù)所述電機(jī)溫度數(shù)據(jù)，確定電機(jī)溫度評(píng)估指標(biāo)，包括：

20、根據(jù)s1=，

21、確定電機(jī)溫度評(píng)估指標(biāo)；

22、其中，s1為電機(jī)溫度評(píng)估指標(biāo)，為電機(jī)當(dāng)前溫度，為電機(jī)溫度上限，為電機(jī)當(dāng)前溫度上升速率，為電機(jī)溫度上升速率閾值，，，，為權(quán)重系數(shù)；

23、根據(jù)所述電機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù)，確定電機(jī)振動(dòng)評(píng)估指標(biāo)，包括：

24、根據(jù)s2=，

25、確定電機(jī)振動(dòng)評(píng)估指標(biāo)；

26、其中，s2為電機(jī)振動(dòng)評(píng)估指標(biāo)，為電機(jī)當(dāng)前振動(dòng)速度，為電機(jī)振動(dòng)速度上限，為電機(jī)當(dāng)前振動(dòng)加速度，為電機(jī)振動(dòng)加速度閾值，，，，為權(quán)重系數(shù)；

27、根據(jù)所述電池電壓數(shù)據(jù)，確定電池電壓評(píng)估指標(biāo)，包括：

28、根據(jù)s3=，

29、確定電池電壓評(píng)估指標(biāo)；

30、其中，s3為電池電壓評(píng)估指標(biāo)，為電池當(dāng)前電壓，為電池電壓上限，為電池電壓下限，為電池電壓變化速率，為電池電壓變化速率閾值，，，，，，，為權(quán)重系數(shù)；

31、根據(jù)所述電池健康度數(shù)據(jù)，電池健康度評(píng)估指標(biāo)，包括：

32、根據(jù)s4=，

33、確定電池健康度評(píng)估指標(biāo)；

34、其中，s4為電池健康度評(píng)估指標(biāo)，為電池當(dāng)前健康度，為電池健康度下限，為電池當(dāng)前健康度變化速率，為電池健康度變化速率閾值，，，，為權(quán)重系數(shù)；

35、根據(jù)所述電機(jī)溫度評(píng)估指標(biāo)、電機(jī)振動(dòng)評(píng)估指標(biāo)、電池電壓評(píng)估指標(biāo)以及電池健康度評(píng)估指標(biāo)，確定設(shè)備狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)，包括：

36、根據(jù)s=α1s1+α2s2+α3s3+α4s4，確定設(shè)備狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)；

37、其中，s為設(shè)備狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)，s1為電機(jī)溫度評(píng)估指標(biāo)，s2電機(jī)振動(dòng)評(píng)估指標(biāo)，s3為電池電壓評(píng)估指標(biāo)，s4為電池健康度評(píng)估指標(biāo)，α1，α2，α3，α4為權(quán)重系數(shù)。

38、可選地，根據(jù)所述飛行參數(shù)數(shù)據(jù)，確定飛行參數(shù)評(píng)估指標(biāo)，包括：

39、根據(jù)所述飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)，確定飛行姿態(tài)評(píng)估指標(biāo)；

40、根據(jù)所述飛行高度數(shù)據(jù)，確定飛行高度評(píng)估指標(biāo)；

41、根據(jù)所述飛行速度數(shù)據(jù)，確定飛行速度評(píng)估指標(biāo)；

42、根據(jù)所述飛行負(fù)載重量數(shù)據(jù)，確定飛行負(fù)載重量評(píng)估指標(biāo)；

43、根據(jù)所述飛行姿態(tài)評(píng)估指標(biāo)、飛行高度評(píng)估指標(biāo)、飛行速度評(píng)估指標(biāo)以及飛行負(fù)載重量評(píng)估指標(biāo)，確定飛行參數(shù)評(píng)估指標(biāo)。

44、可選地，根據(jù)所述飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)，確定飛行姿態(tài)評(píng)估指標(biāo)，包括：

45、根據(jù)x1=，

46、確定飛行姿態(tài)評(píng)估指標(biāo)；

47、其中，x1為飛行姿態(tài)評(píng)估指標(biāo)，為當(dāng)前飛行俯仰角，為飛行俯仰角上限，為當(dāng)前飛行滾動(dòng)角，為飛行滾動(dòng)角上限，，，，為權(quán)重系數(shù)；

48、根據(jù)所述飛行高度數(shù)據(jù)，確定飛行高度評(píng)估指標(biāo)，包括：

49、根據(jù)x2=，

50、確定飛行高度評(píng)估指標(biāo)；

51、其中，x2為飛行高度評(píng)估指標(biāo)，為當(dāng)前飛行高度與預(yù)設(shè)高度之差，為當(dāng)前飛行高度與預(yù)設(shè)高度之差的上限，為當(dāng)前飛行高度變化速率，為飛行高度變化速率上限，，，，為權(quán)重系數(shù)；

52、根據(jù)所述飛行速度數(shù)據(jù)，確定飛行速度評(píng)估指標(biāo)，包括：

53、根據(jù)x3=，

54、確定飛行速度評(píng)估指標(biāo)；

55、其中，x3為飛行速度評(píng)估指標(biāo)，為當(dāng)前飛行速度與預(yù)設(shè)速度之差，為當(dāng)前飛行速度與預(yù)設(shè)速度之差的上限，為當(dāng)前飛行速度變化速率，為飛行速度變化速率上限，，，，為權(quán)重系數(shù)；

56、根據(jù)所述飛行負(fù)載重量數(shù)據(jù)，確定飛行負(fù)載重量評(píng)估指標(biāo)，包括：

57、根據(jù)x4=，

58、確定飛行負(fù)載重量評(píng)估指標(biāo)；

59、其中，x4為飛行負(fù)載重量評(píng)估指標(biāo)，為當(dāng)前飛行負(fù)載重量，為飛行負(fù)載重量上限，為權(quán)重系數(shù)；

60、根據(jù)所述飛行姿態(tài)評(píng)估指標(biāo)、飛行高度評(píng)估指標(biāo)、飛行速度評(píng)估指標(biāo)以及飛行負(fù)載重量評(píng)估指標(biāo)，確定飛行參數(shù)評(píng)估指標(biāo)，包括：

61、根據(jù)x=β1x1+β2x2+β3x3+β4x4，確定飛行參數(shù)評(píng)估指標(biāo)；

62、其中，x為飛行參數(shù)評(píng)估指標(biāo)，x1為飛行姿態(tài)評(píng)估指標(biāo)，x2為飛行高度評(píng)估指標(biāo)，x3為飛行速度評(píng)估指標(biāo)，x4為飛行負(fù)載重量評(píng)估指標(biāo)，β1，β2，β3，β4為權(quán)重系數(shù)。

63、可選地，根據(jù)所述氣象環(huán)境數(shù)據(jù)，確定氣象環(huán)境評(píng)估指標(biāo)，包括：

64、根據(jù)所述風(fēng)速數(shù)據(jù)，確定風(fēng)速評(píng)估指標(biāo)；

65、根據(jù)所述降雨情況數(shù)據(jù)，確定降雨情況評(píng)估指標(biāo)；

66、根據(jù)所述空氣濕度數(shù)據(jù)，確定空氣濕度指標(biāo)；

67、根據(jù)所述鹽霧濃度數(shù)據(jù)，確定鹽霧濃度指標(biāo)；

68、根據(jù)所述風(fēng)速評(píng)估指標(biāo)、降雨情況評(píng)估指標(biāo)、空氣濕度指標(biāo)以及鹽霧濃度指標(biāo)，確定氣象環(huán)境評(píng)估指標(biāo)。

69、可選地，根據(jù)所述風(fēng)速數(shù)據(jù)，確定風(fēng)速評(píng)估指標(biāo)，包括：

70、根據(jù)y1=，

71、確定風(fēng)速評(píng)估指標(biāo)；

72、其中，y1為風(fēng)速評(píng)估指標(biāo)，為當(dāng)前風(fēng)速，為風(fēng)速上限，為權(quán)重系數(shù)；

73、根據(jù)所述降雨情況數(shù)據(jù)，確定降雨情況評(píng)估指標(biāo)，包括：

74、根據(jù)y2=，

75、確定降雨情況評(píng)估指標(biāo)；

76、其中，y2為降雨情況評(píng)估指標(biāo)，為當(dāng)前降雨等級(jí)，為權(quán)重系數(shù)；

77、根據(jù)所述空氣濕度數(shù)據(jù)，確定空氣濕度指標(biāo)，包括：

78、根據(jù)y3=，

79、確定空氣濕度指標(biāo)；

80、其中，y3為空氣濕度評(píng)估指標(biāo)，為當(dāng)前空氣濕度，為空氣濕度上限，為權(quán)重系數(shù)；

81、根據(jù)所述鹽霧濃度數(shù)據(jù)，確定鹽霧濃度指標(biāo)，包括：

82、根據(jù)y4=，

83、確定鹽霧濃度指標(biāo)；

84、其中，y4為鹽霧濃度評(píng)估指標(biāo)，為當(dāng)前鹽霧濃度，為鹽霧濃度上限，為權(quán)重系數(shù)；

85、根據(jù)所述風(fēng)速評(píng)估指標(biāo)、降雨情況評(píng)估指標(biāo)、空氣濕度指標(biāo)以及鹽霧濃度指標(biāo)，確定氣象環(huán)境評(píng)估指標(biāo)，包括：

86、根據(jù)y=?1y1+?2y2+?3y3+?4y4，確定氣象環(huán)境評(píng)估指標(biāo)；

87、其中，y為氣象環(huán)境評(píng)估指標(biāo)，y1為風(fēng)速評(píng)估指標(biāo)，y2為降雨情況評(píng)估指標(biāo)，y3為空氣濕度評(píng)估指標(biāo)，y4為鹽霧濃度評(píng)估指標(biāo)，?1，?2，?3，?4為權(quán)重系數(shù)。

88、可選地，根據(jù)所述設(shè)備狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)、飛行參數(shù)評(píng)估指標(biāo)以及氣象環(huán)境評(píng)估指標(biāo)，確定無人機(jī)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，包括：

89、根據(jù)z=w-s-x-y，確定無人機(jī)故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分；

90、其中，z為無人機(jī)故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分，w為無人機(jī)故障風(fēng)險(xiǎn)滿分評(píng)分，s為設(shè)備狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)，x為飛行參數(shù)評(píng)估指標(biāo)，y為氣象環(huán)境評(píng)估指標(biāo)；

91、根據(jù)無人機(jī)故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分z，確定無人機(jī)故障風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

92、本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種低空基地智能運(yùn)維系統(tǒng)中設(shè)備故障預(yù)測裝置，包括：

93、獲取模塊，用于獲取低空基地智能運(yùn)維系統(tǒng)中無人機(jī)的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、飛行參數(shù)數(shù)據(jù)和氣象環(huán)境數(shù)據(jù)；

94、處理模塊，用于根據(jù)所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，確定設(shè)備狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)；根據(jù)所述飛行參數(shù)數(shù)據(jù)，確定飛行參數(shù)評(píng)估指標(biāo)；根據(jù)所述氣象環(huán)境數(shù)據(jù)，確定氣象環(huán)境評(píng)估指標(biāo)；根據(jù)所述設(shè)備狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)、飛行參數(shù)評(píng)估指標(biāo)和氣象環(huán)境評(píng)估指標(biāo)，確定無人機(jī)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

95、本發(fā)明實(shí)施例的上述方案至少包括以下有益效果：

96、本發(fā)明實(shí)施例的上述方案，考慮了無人機(jī)的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，飛行參數(shù)數(shù)據(jù)和氣象環(huán)境數(shù)據(jù)。相較于僅依賴傳感器數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)檢測方式，綜合多方面因素能夠更全面、準(zhǔn)確地反映無人機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況，從而更可靠地預(yù)測設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)，提高故障預(yù)測的準(zhǔn)確性和可靠性。

97、通過分別根據(jù)不同類型的數(shù)據(jù)（設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、飛行參數(shù)數(shù)據(jù)、氣象環(huán)境數(shù)據(jù)）確定相應(yīng)的評(píng)估指標(biāo)，再綜合這些指標(biāo)確定故障風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，這種方式使得評(píng)估過程更加科學(xué)、系統(tǒng)。與傳統(tǒng)運(yùn)維模式中數(shù)據(jù)分散的情況不同，該方法將不同數(shù)據(jù)進(jìn)行有效整合并轉(zhuǎn)化為具有針對(duì)性的評(píng)估指標(biāo)，有利于集中分析和處理數(shù)據(jù)，克服了數(shù)據(jù)分散帶來的問題。

98、綜合考慮了多種影響無人機(jī)運(yùn)行的因素，并且通過系統(tǒng)的指標(biāo)確定和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估流程，能夠更及時(shí)地發(fā)現(xiàn)潛在的設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)。與傳統(tǒng)運(yùn)維模式中故障發(fā)現(xiàn)及時(shí)性較低的情況相比，該方法能夠在故障發(fā)生前就識(shí)別出風(fēng)險(xiǎn)，為提前采取維護(hù)措施提供了更充足的時(shí)間，降低了因故障導(dǎo)致飛行任務(wù)失敗或事故發(fā)生的可能性。

99、對(duì)無人機(jī)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，為設(shè)備運(yùn)維提供了清晰的指導(dǎo)方向。相比于傳統(tǒng)運(yùn)維模式中設(shè)備運(yùn)維復(fù)雜的問題，該方法能夠幫助運(yùn)維人員更有條理地進(jìn)行設(shè)備管理和維護(hù)工作，提高運(yùn)維效率，降低運(yùn)維成本，一定程度上解決了傳統(tǒng)運(yùn)維模式的局限性。

100、準(zhǔn)確及時(shí)的故障預(yù)測可以使無人機(jī)智能運(yùn)維系統(tǒng)更好地保障無人機(jī)的正常運(yùn)行，減少因故障帶來的安全隱患，提高無人機(jī)運(yùn)行的可靠性和安全性，進(jìn)而提高整個(gè)低空基地智能運(yùn)維系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。