[发明专利]基于微分博弈的探测多危险因子的无人机安全预警方法

权利要求书

1.一种基于微分博弈的探测多危险因子的无人机安全预警方法，应用于无人机飞行中遇到危险因子情景，其特征在于，包括：

S1，构建无人机飞行过程中的状态转换模型；无人机飞行过程中的状态包括正常状态、风险状态、警惕状态、危险状态以及受损状态；

S2，根据状态转换模型建立各个状态的微分方程；

S3，建立状态转换模型下的成本代价函数；

S4，根据各个状态的微分方程以及成本代价函数，构建哈密尔顿方程；

S5，根据哈密尔顿方程，求解满足协态变量条件的方程组以及相应的攻防策略。

2.根据权利要求1所述的基于微分博弈的探测多危险因子的无人机安全预警方法，其特征在于，步骤S2中各个状态的微分方程为：

其中，Q(t)为处于正常的飞行状态的无人机；W(t)为含风险的飞行状态的无人机；R(t)为警惕飞行状态的无人机；E(t)为危险飞行状态的无人机；A_QW表示危险因子将无人机从安全状态迁移到含风险状态的控制程度；A_RE表示危险因子将预警状态无人机迁移到危险状态的控制程度；A_WE表示危险因子将未经预警的无人机迁移到危险状态的控制程度；D_WR表示预警系统将无人机从含风险状态迁移为含风险警惕状态节点的控制程度；D_ER表示预警系统将无人机从危险状态迁移到含风险警惕状态节点的控制程度；D_RQ表示预警系统将无人机从预警状态到正常状态节点的控制程度；p_QW表示无人机从安全状态到含风险状态的转移概率；P_QE表示无人机从安全状态到危险状态的转移概率；P_RE表示无人机从预警状态到危险状态的转移概率；P_WE表示含风险无人机未经预警到危险状态的转移概率；P_WR表示无人机从风险状态到警惕状态的转移概率；P_ER表示无人机从危险状态到警惕状态的转移概率；P_RQ表示无人机从预警状态到正常状态的转移概率；P_ED表示无人机从危险状态到损坏状态的转移概率。

3.根据权利要求2所述的基于微分博弈的探测多危险因子的无人机安全预警方法，其特征在于，状态转换模型包括：无人机从正常状态Q(t)进入含风险的状态W(t)；无人机从正常状态Q(t)进入危险状态E(t)；无人机从风险状态W(t)进入危险状态E(t)；无人机从警惕状态R(t)进入危险状态E(t)；无人机从警惕状态R(t)进入正常状态Q(t)；无人机从危险状态E(t)进入警惕状态R(t)；无人机从含风险状态W(t)进入警惕状态R(t)；无人机从危险状态E(t)进入受损状态D(t)。

4.根据权利要求3所述的基于微分博弈的探测多危险因子的无人机安全预警方法，其特征在于，成本代价函数为：

其中，C_W为无人机在含风险状态时的成本系数，C_W≥0；C_R为无人机在含风险预警状态时的成本系数，C_R≥0；C_E为无人机在危险状态时的成本系数，C_E≥0；C_D为无人机在损坏状态时的成本系数，c_D≥0；C_WR为含风险状态无人机触发预警系统进入警惕状态时的成本系数，C_WR≥0；c_ER为警惕状态无人机采取防御措施后仍进入危险状态时的成本系数，c_ER≥0；C_RQ为警惕状态无人机采取防御措施后返回到正常状态时的成本系数，C_RQ≥0，D(t)为受损状态的无人机。