[发明专利]一种用于探测任务规划的最优资源分配方法

权利要求书

1.一种用于探测任务规划的最优资源分配方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)接收当前输入的探测设备的性能参数和目标的运动参数信息；

(2)根据目标的运动参数估计每个目标的运动轨迹；

(3)根据探测设备的性能参数估计每个探测设备的有效探测性能模型，确定该设备的有效探测目标集合；

(4)根据每个探测设备的性能参数信息构建每个设备的目标切换时延约束；

(5)根据任务规划过程中的实际需求建立全局的多目标优化函数，作为改进遗传算法搜索过程中的适应度函数，针对每个探测设备的目标切换时延约束，对适应度函数进行更新修改；

(6)融合每个探测设备的探测模型和每个目标的运动模型，采用遗传算法对适应度函数进行迭代求解；

(7)对更新后的解群进行启发式处理，对解群中每一个不可行解，采用启发式规则在该解的邻域进行搜索，生成新的可行解并替换该不可行解；

(8)搜索解群中性能最好的解，并将该解对应的探测资源分配方案作为最优分配方案进行输出；

在步骤(1)中，输入的探测设备的性能参数和目标的运动参数信息方法如下：输入每个探测设备的性能参数信息其中共有N个探测设备,为第j个探测设备的部署坐标，R^j为第j个探测设备的有效探测距离，为第j个探测设备在进行目标切换时的时延，其中，j＝1,2,...,N；输入每个目标的运动参数信息：

其中，共有M个目标,第i个目标在整个运动过程中共发生K次运动方向的改变,为第i个目标发生k次运动方向改变时目标的位置，为第i个目标发生第k次运动方向改变的时间。

2.根据权利要求1所述的一种用于探测任务规划的最优资源分配方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述根据目标的运动参数估计每个目标的运动轨迹方法如下：根据输入的目标运动参数信息，可以将发生第k次运动方向改变后的目标运动轨迹表示为：

其中，表示t时刻第i个目标的水平位置；表示t时刻第i个目标的垂直位置；t表示时间，在下一次发生运动方向改变后，令k＝k+1代入公式(1)即可，假设第K次发生运动方向改变时目标即停止运动或消失，目标的整个运动轨迹即可用公式(1)进行描述。

3.根据权利要求1所述的一种用于探测任务规划的最优资源分配方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述每个探测设备的有效探测性能模型构建方法如下：

(1)目标运动轨迹在探测范围之外，此时有：

其中，为探测设备位置s^j到线段的垂点，j＝1,2,...,N，d表示两点之间的距离，R^j为第j个探测设备的有效探测距离，为第i个目标发生k和k+1次运动方向改变时目标的位置；

(2)目标运动轨迹在探测范围内部，此时有：

此时，第j个探测设备在时间段内均可探测到第i个目标；

(3)目标运动轨迹中间段在探测范围内，中间段指运动轨迹中间的一部分处于探测范围内，此时有：

此时，第j个探测设备在时间段内只能在目标运动轨迹中间段探测到第i个目标；

(4)目标运动轨迹首段在探测范围内，首段指运动轨迹开始的一部分处于探测范围内，此时有：

(5)目标运动轨迹尾段在探测范围内的情况，尾段指运动轨迹结束前的一部分处于探测范围内，此时有：

通过利用探测设备的位置s^j和目标第k次发生运动方向改变时的运动轨迹模型公式(1)，判断目标运动轨迹与探测设备的探测范围符合上述何种情况，进而解算出探测设备能够在哪段运动子轨迹上观测到目标，并且利用目标的速度信息，确定探测设备能观测到目标的具体时间段。