[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

摘要

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。

主权项

1.一种无人机编队目标分配与空间占位联合决策方法，其特征在于，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；遍历第k次迭代时可扩展博弈的博弈策略集合中每个博弈策略对，基于每个博弈策略对、每个博弈策略对下第一无人机编队的目标分配策略集合和第二无人机编队的目标分配策略集合，计算第一无人机编队的最优目标分配策略以及相应的最大期望优势值和第二无人机编队的最优目标分配策略以及相应的最大期望优势值，并计算第一无人机编队的支付值，生成m行n列的第k次迭代时可扩展博弈的博弈矩阵；对第k次迭代时可扩展博弈的博弈矩阵进行求解，得到第k次迭代时可扩展博弈的混合策略纳什均衡解；所述混合策略纳什均衡解包括第一无人机编队对应的第一均衡混合策略和第二无人机编队对应的第二均衡混合策略；其中，所述第一均衡混合策略包括所述第一无人机编队执行第k次迭代时可扩展博弈的博弈策略集合中的每个第一博弈策略的概率，所述第二均衡混合策略包括所述第二无人机编队执行第k次迭代时可扩展博弈的博弈策略集合中的每个第二博弈策略的概率；确定第一无人机编队对第k次迭代时第二均衡混合策略的第三博弈策略；确定第二无人机编队对第k次迭代时第一均衡混合策略的第四博弈策略；判断第一无人机编队的第三博弈策略是否已存在于第k次迭代时可扩展博弈的博弈策略集合中，若不存在，则将第一无人机编队的第三博弈策略添加到第k次迭代时可扩展博弈的博弈策略集合中；判断第二无人机编队的第四博弈策略是否已存在于第k次迭代时可扩展博弈的博弈策略集合中，若不存在，则将第二无人机编队的第四博弈策略添加到第k次迭代时可扩展博弈的博弈策略集合中；计算添加到第k次迭代时可扩展博弈的博弈策略集合中的第三博弈策略与其他第二博弈策略对对应的支付值，计算添加到第k次迭代时可扩展博弈集中的第四博弈策略与其他第一博弈策略对对应的支付值，生成第k+1次迭代时的可扩展博弈的博弈矩阵，且k＝k+1；若第k‑1次迭代时第一无人机编队的第三博弈策略或/和第二无人机编队的第四博弈策略不存在于第k‑1次迭代时可扩展博弈的策略集中，则，返回所述对第k次迭代时可扩展博弈的博弈矩阵进行求解，得到第k次迭代时可扩展博弈的混合策略纳什均衡解的步骤；若第k‑1次迭代时第一无人机编队的第三博弈策略和第二无人机编队的第四博弈策略均存在于第k‑1次迭代时可扩展博弈的博弈策略集合中，则基于所述第k‑1次迭代时的第一均衡混合策略，按照博弈策略的概率从第k‑1次迭代时可扩展博弈的多个第一博弈策略中选取第一无人机编队执行的第一博弈策略；基于第一无人机编队执行的博弈策略，确定第一无人机编队目标分配与空间占位联合决策的最优占位策略和最优目标分配策略。