[发明专利]无人机编队目标分配与空间占位联合决策方法及系统

说明书

本申请提供了一种无人机编队目标分配与空间占位联合决策方法及系统，其中，建立零和矩阵博弈模型，并通过求解模型的混合策略纳什均衡解来解决多无人机目标分配与空间占位联合决策问题，即为对抗中的某一方确定最有优势的占位策略和目标分配策略。进一步地，使用迭代求解的方法对零和矩阵博弈模型进行求解，首先建立可扩展博弈，求解可扩展博弈得到当前混合策略纳什均衡，求解对抗中某一方最有优势的博弈策略并更新可扩展博弈，再对可扩展博弈进行求解，直到更新后的可扩展博弈与更新前的可扩展博弈相同，该方法能够有效降低计算量，提高计算效率。

技术领域

本申请涉及安保领域，具体涉及一种无人机编队目标分配与空间占位联合决策方法及系统。

背景技术

无人机能够在多种环境下自主的完成给定任务，有效降低人力成本。相较于有人机，无人机具有无人员伤亡、机动性强、重量较轻、成本较低等特点，已经成为现代空战武器装备的重要成员之一。由于单个无人机所携带武器和传感器数量及性能有限，其执行空战任务的能力受到相应的限制，而多个无人机进行有效协同可以更好的完成空战任务，因此，多无人机超视距协同空战决策技术已受到了越来越多的关注。

针对多无人机超视距协同空战决策问题，目前大多研究的是多无人机协同目标分配问题，类似于多机协同目标分配问题，即在满足约束的前提下，最有效的为每个飞机分配所要对抗的目标。现有技术中，多无人机协同目标分配是在双方无人机位置已知的前提下进行的。双方无人机的位置是影响无人机对目标优势的关键因素，进而会对协同目标分配的效果产生巨大的影响，因此，在协同目标分配之前决策一个有效的无人机占位策略可以进一步提高多无人机协同目标分配取得的期望优势值。而现有技术中在目标分配时并没有考虑多无人机的占位。

另外，现有技术中在求解对抗中的某一方的最有优势的博弈策略时，随着无人机数量或占位位置的增加，博弈的策略急剧增加，给求解带来了很大的难度，严重降低了求解效率。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本申请提供了一种无人机编队目标分配与空间占位联合决策方法，解决了现有技术中无法为对抗中的某一方确定最有优势的博弈策略以及在最有优势的博弈策略过程中由于博弈策略数量大带来的求解效率低的技术问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本申请通过以下技术方案予以实现：

第一方面，本申请实施例提供了一种无人机编队目标分配与空间占位联合决策方法，包括：

基于第一无人机编队中的无人机数量和第一无人机编队的占位区域，确定第一无人机编队的多个第一占位策略；

基于第二无人机编队中的无人机数量和第二无人机编队的占位区域，确定第二无人机编队的多个第二占位策略；

基于第一无人机编队的第一占位策略和第二无人机编队的第二占位策略、第一无人机编队的无人机数量和第二无人机编队的无人机数量，确定第一无人机编队的多个目标分配策略和第二无人机编队的多个目标分配策略；

将第一无人机编队的每个第一占位策略分别作为一个第一博弈策略，第二无人机编队的每个第二占位策略分别作为一个第二博弈策略，并将博弈策略对下的第一无人机编队的最优目标分配策略对应的期望优势值减去第二无人机编队的最优目标分配策略对应的期望优势值作为该博弈策略对的支付值，将无人机编队目标分配与空间占位联合决策建模为零和矩阵博弈；其中，博弈策略对包括一个第一博弈策略和一个第二博弈策略；

在第零次迭代时，记k＝0，从第一无人机编队的博弈策略集中选取m个第一博弈策略、第二无人机编队的博弈策略集中选取n个第二博弈策略，得到第k次迭代时可扩展博弈的博弈策略集合；其中，m和n为正整数；