[发明专利]一种多节点系统的协同作业同步方法及系统

说明书

本发明涉及一种多节点系统的协同作业同步方法及系统，该方法通过计算主控节点对系统中的所有作业节点的平均时间误差以及对应时间误差的离散程度；并根据所有作业节点的平均时间误差以及对应时间误差的离散程度，计算出系统整体的时间误差；主控节点依据整体时间误差提前下发任务，该系统采用集中式和分布式相结合，解决了现有技术中多节点系统同步性和协调性差的问题，提升了多节点系统的时间同步性，增强了多节点同步协作能力，也提高了系统环境适应性。

技术领域

本发明涉及多节点系统协同作业技术领域，具体的说是一种多节点系统的协同作业同步方法及系统。

背景技术

对于多节点系统的协同作业，无论是无人飞行器、无人船、无人车，亦或是其它无人平台，主要的难点包含两项，一是控制命令的时间误差同步性，二是多节点协作模型的选取。

对于控制命令的时间误差同步性，现有技术只考虑的时间的同步性，而忽略了空间同步性，中国专利文献CN103889046B公开了一种水下传感器网络时间同步方法，该方法利用标准时间节点和待同步节点发出的数据包在待同步节点接收端的冲突，确定标准时间节点发送的信息到达待同步节点前，其最后一次与待同步节点发出的数据包相遇的时刻；以此时刻为基准时间点，列写方程式；多次重复上述过程获得二元一次方程组计算得出时间偏移和漂移率，从而消除节点移动的影响，而中国专利文献CN105680975B公开了一种主从结构多节点网络的时间同步方法，其网络的各个节点物理上通过有线进行连接，并设计了两种时钟同步机制：一种是应答式机制，另一种是广播式机制。应答式机制通过FPGA时钟采样得到各个报文发送和接收的准确时刻；通过应答式同步方式计算传输平均时延和主从时钟偏移，从而加以补偿时间精度达到纳秒级的高精度时间同步；广播式机制通过广播式同步方式，在忽略通道传输时延的条件下可以达到较高精度的时间同步。

但上述专利均是采用数据包从一个节点到另一个节点的传输延时，计算出两个节点间的时间偏差，从而进行修正以达到时间同步目的。当多个节点距离较远，或者是通过互联网传输，空间同步性的重要性就凸显出来，若是不能控制命令在实际执行时刻到达作业节点，则整个系统的作业处理都将被打乱。

对于协作模型方面，现有技术采用了集中式或者分布式的模型。集中式是指主控节点掌握所有环境信息和控制信息，负责所有任务的规划和分配以及指令下发，集中式容错性能低，当某一作业节点异常时，通常会导致整个系统崩溃，同时环境适用性差，只能针对于特定的任务，很难对周围环境做出优化调整。分布式则没有主控节点，所有作业节点时平等的，均可自主进行决策，但是会出现每个节点都以自身任务优先，从而导致整体任务效率低下，失去了协同作业的意义。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明公布了一种多节点系统的协同作业同步方法及系统，解决了现有技术中多节点系统同步性和协调性差的问题，提升了多节点系统的时间同步性，增强了多节点同步协作能力，也提高了系统环境适应性。

本发明所公开的具体的技术方案如下：一种多节点系统的协同作业同步方法，包括如下步骤：

S01.主控节点在A₁时刻向其中一个作业节点发送同步报文消息；

S02.该作业节点在A₂接收到同步报文消息，并在A₃时刻向主控节点发送延时测量请求消息；

S03.主控节点在A₄时刻接收到延时测量请求消息；

S04.主控节点根据A₁、A₂、A₃、A₄四个时刻计算出主控节点与该作业节点之间的平均时间误差和该作业节点时间误差的离散程度；

S05.主控节点对系统中的所有作业节点分别计算平均时间误差以及对应时间误差的离散程度；