资源变迁环境下的无人机配置自适应调整技术研究

发布时间：2021-05-21 07:48

　　软件作为信息社会的基础设施,经常面临外部资源不断变化的挑战,从而导致不可预测的软件故障,轻则影响软件性能,重则影响软件生命。因此,保证软件系统能够稳定地运行是非常重要的。近年来,无人机领域发展迅速,无人机的功能迅速增加。然而无人机又对电量资源十分敏感、耗电快,天气、飞行任务临时改变等因素影响导致很难完成既定的飞行任务。并且无人机的电量资源稀缺往往导致严重的后果。因此实现资源变迁环境下无人机软件的自适应调整具有非常大的意义。为了解决软件资源、环境变化给软件运行带来的影响,很多研究人员致力于构建自适应软件系统,而目前最常见的方法就是创建自适应模型。这种方法的局限性主要表现在:（1）从软件设计时开始部署,直至软件运行时、（2）整个过程非常复杂,需要有极强的领域知识、（3）不同的模型有各自的特点,往往只适用于一种软件资源。研究表明在自适应软件系统中,软件配置是调整软件操作的重要手段。本课题在对无人机飞行控制软件的调研结果表明,配置项可以直接影响无人机的电量消耗,因此本课题希望根据外部环境自适应地调整软件配置以适应资源的变化。本课题设计实现了Conf-Adaption,一个可以根据外部资源变化自... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究背景
        1.1.3 研究现状
    1.2 课题研究内容和创新点
    1.3 论文结构
第二章 相关文献综述
    2.1 自适应系统构建
        2.1.1 需求建模
        2.1.2 环境建模
        2.1.3 行为建模
        2.1.4 结构建模
    2.2 配置故障诊断
        2.2.1 配置故障判断
        2.2.2 配置故障定位
        2.2.3 配置故障修复
    2.3 最优配置预测
    2.4 无人机电量研究
第三章 Conf-Adaption系统框架
    3.1 Conf-Adaption总体设计
    3.2 关键技术
第四章 资源依赖分析
    4.1 无人机软件配置与资源关系调研
        4.1.1 无人机软件Ardupilot配置分类
        4.1.2 无人机软件Ardupilot配置项传播路径
        4.1.3 配置项影响电量对比实验
    4.2 获取配置项排序
        4.2.1 配置变量映射
        4.2.2 获取配置项影响的函数集合
        4.2.3 获取函数影响资源的量化值
        4.2.4 配置项排序
    4.3 本章小结
第五章 资源感知的配置自适应调整
    5.1 建立配置调整知识库
        5.1.1 配置项和任务的关系
        5.1.2 配置项、当前电量、延长飞行时间的关系
    5.2 配置调整算法
    5.3 配置调整工具
    5.4 本章小结
第六章 实验与评估
    6.1 实验环境
    6.2 配置自适应调整的有效性
        6.2.1 不同天气条件下Conf-Adaption有效性实验
        6.2.2 不同飞行任务下Conf-Adaption有效性实验
        6.2.3 不同剩余电量条件下Conf-Adaption有效性实验
        6.2.4 不同目标延长时间下Conf-Adaption有效性实验
        6.2.5 不同混合场景下Conf-Adaption有效性实验
        6.2.6 Conf-Adaption有效性实验小结
    6.3 资源依赖分析的准确性
    6.4 Conf-Adaption的不足与限制
结束语
    工作总结
    研究展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
附录A 与硬件密切相关的配置项列表
附录B 与软件密切相关的配置项列表


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模型的自适应方法综述[J]. 赵天琪,赵海燕,张伟,金芝.  软件学报. 2018(01)
[2]构造具备自适应能力的软件[J]. 丁博,王怀民,史殿习.  软件学报. 2013(09)

硕士论文
[1]面向软件演化的配置故障诊断技术研究[D]. 周书林.国防科学技术大学 2016



本文编号：3199341