[发明专利]一种基于预演机动规则系统的无人机近距格斗决策方法

说明书

本发明是一种基于预演机动规则系统的无人机无人机近距格斗决策方法，涉及无人机自主控制技术领域，特别是无人机自主近距空战领域。利用本发明提出的近距格斗决策放啊，能够使得无人机通过基于规则的决策方法实现对空战战术战法的有效应用，利用预演机动选择实现在剧烈态势变化下的机动指令生成，从而提高对敌机快速机动转换机动平面的应对能力，并有效解决基于规则的决策系统无法覆盖所有战术态势导致在所有规则匹配失败时失效的缺陷。基于该决策方法可以设计无人机近距格斗决策系统，使无人机初步具备自主近距格斗能力，有效提升无人机作战自主化程度和智能化程度。

一、技术领域

本发明是基于预演机动规则系统的无人机近距格斗决策方法，属于无人机自主控制领域。

二、背景技术

近距格斗是空战形式中比较复杂的阶段，作战双方在近距格斗过程中充分操纵飞机，尽可能发挥飞机的潜在机动能力和机动优势，从而占据有利几何态势，达到机载武器火控系统的发射条件。美国的经验已经表明，尽管随着具有离轴发射能力的空空导弹等全向武器的出现，扩宽了空战的界限，但近距空战能力仍然是现代战机非常重要的战术指标，而近距空战在未来长时间中仍将是现代空战的重要形式。从技术的角度来看，中远距离消灭敌人并不总是有效的，由其是在中远距导弹没能消灭敌方，或者我方的探测系统被敌方电子战压制的情况下，交战双方必将进入近距格斗空战态势。一旦进入近距格斗空战阶段，作战双方飞机采用持续大过载急剧机动，并伴随着态势的剧烈变化，攻防双方的角色也将不断发生互换，这些都给进行空战的歼击机驾驶员和武器装备提出了巨大的挑战。因此对于有人驾驶飞机而言，发展进行空战决策导引的助手系统是未来综合机载航电系统发展的重要方向。而对于无人机而言，发展自主空战的决策控制系统更是其实现自主作战的关键技术。因此，开发自主空战的决策控制系统是非常必要的。

无人机作为当今全球各大军事强国武器装备的研究热点，其自主作战能力的提升成为重要的技术制高点。目前军用无人机的作战能力相对比较低级，可以完成单机的察打一体化任务，但是对于更高自主等级的实战化任务，目前现有的无人机难以有效承担。对于空战任务，特别是近距格斗空战，由于无人机可以在结构强度允许的情况下长时间持续进行大过载机动，因此可以极大的发挥飞机本身的机动性和敏捷性。所以，未来如何提高无人机的自主空战能力，尤其是近距格斗能力，是需要重点研究的突破点。近距格斗中的战斗机动已经发展成转弯、盘旋、爬升、俯冲和加减速的综合复杂机动组合，而飞行员的操纵是一系列油门、坡度和过载的协调控制，因此如何对飞行员的操纵策略和操纵方式进行建模研究，从而考虑构建相应的拟人空战决策控制系统，是实现无人机自主近距格斗决策控制系统的关键。

无人机自主近距格斗决策控制系统的设计包括三个层级，即进行机动指令跟踪的飞行控制系统、进行机动动作和机动指令生成的指令规划层和利用态势感知计算进行机动决策的空战决策层。对于无人机飞行控制系统的设计，在工程上已经不是难点，能够保证无人机对飞行控制指令进行准确跟踪执行，并保证飞行安全。因此自主近距格斗决策控制系统的设计难点是如何设计智能的空战决策逻辑，以及进行机动指令规划的逻辑。图1给出了无人机自主近距格斗决策系统的整体框架。

三、发明内容

1、发明目的：

本发明提出了一种基于预演机动规则系统的无人机近距格斗决策方法，其目的是提供一种面向无人机自主近距格斗任务的决策方法，从而使得无人机具备自主遂行近距格斗空战任务的能力，以提升无人机的智能化作战等级和能力。

该方法利用人工智能中的专家系统方法，建立面向近距格斗空战任务的知识库和相应的推理方法；针对规则系统无法覆盖所有空战相对态势的缺陷，利用预演机动思想设计预演机动选择策略，构成完整的无人机空战混合决策方法。

2、技术方案：

本发明一种基于预演机动规则系统的无人机近距格斗决策方法，首先建立基于规则的近距格斗决策模块，并设计预演机动选择策略，构成近距格斗混合决策方法，具体包括如下步骤：

步骤一：建立无人机近距格斗规则库