技术特征：
1.一种任务驱动的自主无人装备原型系统，其特征在于，所述任务驱动的自主无人装备原型系统包括：cpu计算处理单元、fpga接口管理单元、系统演化管理单元；其中，所述cpu计算单元用于完成无人平台运动控制、计算、逻辑处理功能；所述fpga接口管理单元用于完成对包括伺服接口、传感器接口在内的输入输出资源的管理和配置；所述系统演化管理单元用于基于输入的任务和环境信息实现对fpga和cpu单元的的配置和重构。2.如权利要求1所述的任务驱动的自主无人装备原型系统，其特征在于，所述fpga和cpu单元间通过pcie总线相互访问数据。3.如权利要求2所述的任务驱动的自主无人装备原型系统，其特征在于，所述系统演化管理单元通过操作fpga寄存器完成固件热切换。4.如权利要求3所述的任务驱动的自主无人装备原型系统，其特征在于，所述系统演化管理单元采用spi总线与cpu内核通讯实现对处理器性能的调节。5.如权利要求4所述的任务驱动的自主无人装备原型系统，其特征在于，所述系统演化管理单元包括演化动因推理模块、系统演化重构模块和系统性能评估模块；所述演化动因推理模块用于通过当前的环境模型和任务模型信息，采用推理神经网络得到任务难度、系统实时性、自主性、续航能力的4项指标，进一步通过模糊映射匹配到相应的系统体系架构模板；所述系统演化重构模块用于调用单元演化工具完成对fpga资源、cpu算力、cpu核心数和主频的在线调节；所述系统性能评估模块用于完成对综合算力、功耗、实时性的在线评估，并与设定模板对比验证原型系统完成在任务驱动下的重构演化。6.如权利要求5所述的任务驱动的自主无人装备原型系统，其特征在于，所述自主无人装备原型系统通过环境模型和任务模型共同驱动完成对系统体系架构模板的匹配，提高了无人装备计算系统的自适应和可重构能力。7.如权利要求6所述的任务驱动的自主无人装备原型系统，其特征在于，所述系统演化管理单元所执行的自主无人装备原型系统的系统演化步骤如下：步骤1：所述演化动因推理模块完成对环境模型的构建；步骤2：通过推理神经网络对环境模型与任务模型信息进行处理，得到任务难度、系统实时性、自主性和续航性4项指标，并输出至系统演化重构模块；步骤3：所述系统演化重构模块将输入的4项指标值，采用模糊策略逻辑与3类体系架构模板进行映射，并作为当前原型系统的演化目标；步骤4：针对fpga接口管理单元，通过multiboot的方式完成对fpga内部固件的在线热切换，从而完成对io接口资源的重新配置；步骤5：针对cpu计算处理单元，通过spi访问操作系统底层内核寄存器，完成对完成对cpu功耗模式、cpu主频电压、cpu数量的在线配置；步骤6：通过读取当前接口硬件设备id、cpu处理单元id确定原型系统体系架构完成重构；调研系统内部监控软件完成对功耗性能、处理器数量信息的确认。8.如权利要求7所述的任务驱动的自主无人装备原型系统，其特征在于，所述步骤1中，
所述演化动因推理模块采用slam算法完成对环境模型的构建。9.如权利要求7所述的任务驱动的自主无人装备原型系统，其特征在于，所述步骤1中，所述环境模型包括高程地图、全局占据地图、地形语义属性、任务模式与导航路点。10.如权利要求7所述的任务驱动的自主无人装备原型系统，其特征在于，所述自主无人装备原型系统，通过cpu fpga的典型硬件体系架构来满足多种无人平台计算处理系统的设计需求，采用任务环境信息完成对最优体系架构模板的匹配，通过multi-boot技术以完成对接口资源的重新配置，针对cpu单元通过调用操作系统内核服务完成性能与功耗的适配，无人装备原型系统达到性能与算法与任务的最优适配，提高系统的可重构与可演化能力。
技术总结
本发明属于机器人相关的计算机与嵌入式技术领域，具体涉及一种任务驱动的自主无人装备原型系统。所述任务驱动的自主无人装备原型系统包括：cpu计算处理单元、fpga接口管理单元、系统演化管理单元；本发明提出任务驱动下的无人装备原型系统设计方案，通过cpu fpga的典型硬件体系架构来满足多种无人平台计算处理系统的设计需求，采用任务环境信息完成对最优体系架构模板的匹配，通过multi-boot技术以完成对接口资源的重新配置，针对cpu单元通过调用操作系统内核服务完成性能与功耗的适配，无人装备原型系统达到性能与算法与任务的最优适配，提高系统的可重构与可演化能力。提高系统的可重构与可演化能力。提高系统的可重构与可演化能力。
技术研发人员：苏波 江磊 邢伯阳 刘宇飞 王志瑞 梁振杰 赵建新 邱天奇
受保护的技术使用者：中国北方车辆研究所
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/10