本發(fā)明涉及航空航天，具體為數(shù)智化機(jī)載邊緣設(shè)備。
背景技術(shù)：
1、隨著物聯(lián)網(wǎng)（iot）和邊緣計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)載邊緣設(shè)備在智能傳感與處理領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。機(jī)載邊緣設(shè)備，作為安裝在飛行器上的智能化計(jì)算單元，集成了多種傳感器、數(shù)據(jù)處理算法以及無線通信模塊，具備在飛行器上進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和分析的能力。它能夠顯著減少數(shù)據(jù)傳輸延遲，提高決策速度和效率，為飛行器提供更加智能、高效的管理和控制。
2、然而傳統(tǒng)的機(jī)載邊緣設(shè)備在數(shù)據(jù)處理效率、通信性能以及資源優(yōu)化等方面存在諸多不足。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，由于信號(hào)調(diào)制方式單一或識(shí)別不準(zhǔn)確，常常導(dǎo)致通信性能下降；在信號(hào)處理方面，傳統(tǒng)的信號(hào)處理方法難以適應(yīng)復(fù)雜多變的無線環(huán)境，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸效率低下；在資源優(yōu)化方面，傳統(tǒng)的機(jī)載邊緣設(shè)備缺乏有效的資源管理和優(yōu)化機(jī)制，導(dǎo)致計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源占用過高，模型推理速度緩慢。這些問題嚴(yán)重制約了機(jī)載邊緣設(shè)備在智能化應(yīng)用場(chǎng)景中的發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供數(shù)智化機(jī)載邊緣設(shè)備，具備顯著提升的優(yōu)點(diǎn)。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：數(shù)智化機(jī)載邊緣設(shè)備，包括智能傳感與數(shù)據(jù)處理單元、邊緣計(jì)算與資源優(yōu)化單元、通信與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化單元、決策支持與自主運(yùn)行單元以及系統(tǒng)集成與測(cè)試驗(yàn)證單元，所述智能傳感與數(shù)據(jù)處理單元由多模態(tài)傳感器融合模塊、自動(dòng)調(diào)制識(shí)別模塊、信號(hào)優(yōu)化處理模塊和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊構(gòu)成。
3、優(yōu)選的，所述智能傳感與數(shù)據(jù)處理單元集成包括雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像頭、慣性測(cè)量?jī)x多種傳感器。
4、優(yōu)選的，所述自動(dòng)調(diào)制識(shí)別模塊采用基于輕量級(jí)混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制識(shí)別方法。
5、優(yōu)選的，所述邊緣計(jì)算與資源優(yōu)化單元包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化框架模塊、邊緣計(jì)算資源動(dòng)態(tài)分配模塊、任務(wù)調(diào)度與管理模塊和能源管理與優(yōu)化模塊。
6、優(yōu)選的，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化框架模塊的核心算法公式包括通道剪枝的閾值計(jì)算：
7、s=sqrtfracsumi=1(xi?mu)2n；
8、式中：s代表剪枝閾值，xi是通道內(nèi)的權(quán)重值，mu是通道權(quán)重的均值，n是通道內(nèi)的權(quán)重總數(shù)。
9、優(yōu)選的，所述網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化框架模塊的量化感知訓(xùn)練中的權(quán)重量化函數(shù)為：
10、q(w)=textround(w/delta)cdotdelta；
11、式中，q(w)是量化后的權(quán)重，w是原始權(quán)重，delta是量化步長。
12、優(yōu)選的，所述網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化框架模塊中為指數(shù)移動(dòng)平均的用戶設(shè)備優(yōu)先級(jí)計(jì)算公式如下：
13、pt+1=alphacdotrt+(1?alpha)cdotpt；
14、其中pt+1是下一時(shí)間片的用戶設(shè)備優(yōu)先級(jí)，rt是當(dāng)前時(shí)間片的用戶設(shè)備傳輸速率，pt是當(dāng)前時(shí)間片的用戶設(shè)備優(yōu)先級(jí)，alpha是平滑因子。
15、優(yōu)選的，所述通信與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化單元由無線通信模塊、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議優(yōu)化模塊、網(wǎng)絡(luò)安全與加密模塊和協(xié)同通信模塊構(gòu)成。
16、優(yōu)選的，所述決策支持與自主運(yùn)行單元包括實(shí)時(shí)決策支持模塊、自主導(dǎo)航與控制模塊、故障預(yù)測(cè)與健康管理模塊和應(yīng)急響應(yīng)與恢復(fù)模塊。
17、優(yōu)選的，所述系統(tǒng)集成與測(cè)試驗(yàn)證單元由系統(tǒng)集成模塊、功能測(cè)試模塊、性能測(cè)試模塊和可靠性測(cè)試模塊構(gòu)成。
18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
19、本發(fā)明通過集成自動(dòng)調(diào)制識(shí)別、信號(hào)優(yōu)化處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等先進(jìn)技術(shù)，顯著提升了機(jī)載邊緣設(shè)備的智能化水平，并優(yōu)化信號(hào)處理流程、減少數(shù)據(jù)處理延遲等手段，提高了機(jī)載邊緣設(shè)備的處理效率，再通過邊緣計(jì)算資源優(yōu)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算資源的動(dòng)態(tài)分配和優(yōu)化，提高了資源利用效率，同步優(yōu)化信號(hào)傳輸路徑、提高信號(hào)質(zhì)量等手段，增強(qiáng)了機(jī)載邊緣設(shè)備的通信性能。
1.數(shù)智化機(jī)載邊緣設(shè)備，包括智能傳感與數(shù)據(jù)處理單元、邊緣計(jì)算與資源優(yōu)化單元、通信與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化單元、決策支持與自主運(yùn)行單元以及系統(tǒng)集成與測(cè)試驗(yàn)證單元，其特征在于：所述智能傳感與數(shù)據(jù)處理單元由多模態(tài)傳感器融合模塊、自動(dòng)調(diào)制識(shí)別模塊、信號(hào)優(yōu)化處理模塊和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)智化機(jī)載邊緣設(shè)備，其特征在于：所述智能傳感與數(shù)據(jù)處理單元集成包括雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像頭、慣性測(cè)量?jī)x多種傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)智化機(jī)載邊緣設(shè)備，其特征在于：所述自動(dòng)調(diào)制識(shí)別模塊采用基于輕量級(jí)混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制識(shí)別方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)智化機(jī)載邊緣設(shè)備，其特征在于：所述邊緣計(jì)算與資源優(yōu)化單元包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化框架模塊、邊緣計(jì)算資源動(dòng)態(tài)分配模塊、任務(wù)調(diào)度與管理模塊和能源管理與優(yōu)化模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)智化機(jī)載邊緣設(shè)備，其特征在于：所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化框架模塊的核心算法公式包括通道剪枝的閾值計(jì)算：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)智化機(jī)載邊緣設(shè)備，其特征在于：所述網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化框架模塊的量化感知訓(xùn)練中的權(quán)重量化函數(shù)為：
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)智化機(jī)載邊緣設(shè)備，其特征在于：所述網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化框架模塊中為指數(shù)移動(dòng)平均的用戶設(shè)備優(yōu)先級(jí)計(jì)算公式如下：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)智化機(jī)載邊緣設(shè)備，其特征在于：所述通信與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化單元由無線通信模塊、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議優(yōu)化模塊、網(wǎng)絡(luò)安全與加密模塊和協(xié)同通信模塊構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)智化機(jī)載邊緣設(shè)備，其特征在于：所述決策支持與自主運(yùn)行單元包括實(shí)時(shí)決策支持模塊、自主導(dǎo)航與控制模塊、故障預(yù)測(cè)與健康管理模塊和應(yīng)急響應(yīng)與恢復(fù)模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)智化機(jī)載邊緣設(shè)備，其特征在于：所述系統(tǒng)集成與測(cè)試驗(yàn)證單元由系統(tǒng)集成模塊、功能測(cè)試模塊、性能測(cè)試模塊和可靠性測(cè)試模塊構(gòu)成。