一种面向救援活动的异构数据管理方法及系统

本发明涉及数据存储管理，特别是指一种面向救援活动的异构数据管理方法及系统。

背景技术：

1、随着人工智能技术的在救援活动领域的不断发展和应用，越来越多的任务需要多个代理协同完成，在危险、未知或危险环境中需要覆盖大物理空间的问题中表现出色。救援活动中采集的多源异构数据的存储、共享以及安全性是协同工作的重要基础。通过其所处的环境和探查设备携带的传感器，获取了丰富多样的数据，这些数据在形式、类型和质量上可能存在差异。这些多源异构数据蕴含了关于任务、环境和其他智能体状态的关键信息，为实现救援活动的整体理解和决策提供了关键要素。

2、广泛使用了开源机器人操作系统（robot operation system, ros），它在群智系统中发挥了重要作用。ros的优势在于简化了人工操作，提高了各种生产任务的效率。ros使用基于消息的通信机制，允许不同的节点通过发布和订阅消息的方式进行通信。这种方式将不同模块之间的依赖关系解耦，使得系统更加灵活，具备更高的容错性。

3、然而基于ros的群智系统在异构数据的存储、共享以及安全性等方面还存在一些亟待解决的问题。例如：在机器人异构数据存储方面，ros通常会使用rosbag，将每个消息简单地存储在一个平面文件（bag file）中处理。该文件充当一个记录，可以回放，但不适用于更加复杂的查询任务，例如查询在特定时间段内发送的消息、查找机器人进入或离开特定状态的时间点等。在数据共享计算方面，缺乏全局知识或群机器人之间明确的通信模型是一个主要问题。传统群机器人系统完全依赖于相邻机器人之间的局部通信，并不维护集群内的全局知识。在安全性方面，一方面是存在数据被窃取、拦截等问题。攻击者可以利用发布-订阅模式从ros中窃取存储的数据。同时，ros节点之间传递的数据可能会被拦截或伪造，无法确保从ros获取数据的完整性。

4、在现有技术中，缺乏一种基于ros的安全存储且高效检索的多源异构数据管理系统。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种面向救援活动的异构数据管理方法及系统。所述技术方案如下：

2、一方面，提供了一种面向救援活动的异构数据管理方法，该方法由电子设备实现，该方法包括：

3、通过救援活动中的微型无人机进行数据采集，获得原始数据；根据所述原始数据，获得关键字以及元数据；

4、将所述原始数据输入自适配存储系统进行存储，获得数据存储地址；

5、将所述关键字、所述元数据和所述数据存储地址以tmt结构在区块链进行存储，获得存储根哈希值；

6、当接收到检索关键字时，根据所述检索关键字，通过所述区块链以及所述自适配存储系统进行检索，获得检索原始数据以及检索根哈希值；

7、根据所述存储根哈希值以及所述检索根哈希值进行校验，获得检索校验结果；当所述检索校验结果为成功时，将所述检索原始数据发送给救援人员；当所述检索校验结果为失败时，将检索失败消息发送给救援人员。

8、其中，所述原始数据是指微型无人机中ros节点发布的多源异构数据；所述原始数据用于描述微型无人机的运动状态以及环境状态。

9、可选地，所述将所述关键字、所述元数据和所述数据存储地址以tmt结构在区块链进行存储，获得存储根哈希值，包括：

10、将所述关键字、所述元数据和所述数据存储地址上传区块链；

11、根据所述关键字、所述元数据和所述数据存储地址，按照tmt结构进行数据构建，获得区块链存储数据；

12、根据所述区块链存储数据进行计算，得到存储根哈希值。

13、其中，所述tmt结构是一种结合默克尔树和默克尔-帕特里夏树的数据结构。

14、可选地，所述根据所述检索关键字，通过所述区块链以及所述自适配存储系统进行检索，获得检索原始数据以及检索根哈希值，包括：

15、根据所述检索关键字，通过所述区块链进行检索，获得检索关键字对应存储地址；

16、根据所述检索关键字对应存储地址，通过所述自适配存储系统进行检索，获得检索原始数据；

17、根据所述检索原始数据进行计算，得到检索根哈希值。

18、另一方面，提供了一种面向救援活动的异构数据管理系统，该系统应用于一种面向救援活动的异构数据管理方法，该系统包括微型无人机、电子设备和区块链，其中：

19、所述微型无人机，用于通过救援活动中的微型无人机进行数据采集，获得原始数据；根据所述原始数据，获得关键字以及元数据；

20、所述电子设备，用于将所述原始数据输入自适配存储系统进行存储，获得数据存储地址；根据所述存储根哈希值以及所述检索根哈希值进行校验，获得检索校验结果；当所述检索校验结果为成功时，将所述检索原始数据发送给救援人员；当所述检索校验结果为失败时，将检索失败消息发送给救援人员；

21、所述区块链，用于将所述关键字、所述元数据和所述数据存储地址以tmt结构在区块链进行存储，获得存储根哈希值；当接收到检索关键字时，根据所述检索关键字，通过所述区块链以及所述自适配存储系统进行检索，获得检索原始数据以及检索根哈希值。

22、其中，所述原始数据是指微型无人机中ros节点发布的多源异构数据；所述原始数据用于描述微型无人机的运动状态以及环境状态。

23、可选地，所述区块链，进一步用于：

24、将所述关键字、所述元数据和所述数据存储地址上传区块链；

25、根据所述关键字、所述元数据和所述数据存储地址，按照tmt结构进行数据构建，获得区块链存储数据；

26、根据所述区块链存储数据进行计算，得到存储根哈希值。

27、其中，所述tmt结构是一种结合默克尔树和默克尔-帕特里夏树的数据结构。

28、可选地，所述区块链，进一步用于：

29、根据所述检索关键字，通过所述区块链进行检索，获得检索关键字对应存储地址；

30、根据所述检索关键字对应存储地址，通过所述自适配存储系统进行检索，获得检索原始数据；

31、根据所述检索原始数据进行计算，得到检索根哈希值。

32、另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现上述一种面向救援活动的异构数据管理方法。

33、另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述一种面向救援活动的异构数据管理方法。

34、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

35、本发明提出一种面向救援活动的异构数据管理方法，采用区块链与自适配存储系统相结合的方式来补充机器人操作系统的数据存储缺陷，让ros系统更好地管理和利用其异构数据，又可以通过区块链来确保数据在存储中的防篡改、可审计和可追溯。通过在区块头中加入改进的默克尔树结构，将链上交易数据与链下自适配存储系统中存储的原始数据通过模板进行映射，实现高效的机器人数据检索。tmt结合默克尔树与默克尔前缀树的优势，无需对底层存储结构做任何修改，并且适用于基于模板结构的机器人数据检索需求。根据关键字定位到tmt对应的节点位置，检验储存根哈希值和检索根哈希值的一致性，若相等则代表获取的原始数据没有被篡改，使验证次数大幅度减少。本发明是一种基于ros的安全存储且高效检索的多源异构数据管理系统。