[发明专利]一种基于任务需求的异构无人机集群协同最优配置方法

说明书

本发明提供了一种基于任务需求的异构无人机集群协同最优配置方法。首先，分别构建战场所需火力攻击效能指标体系和攻击无人机火力攻击效能指标体系，采用层次分析法分别对其进行效能评估，得到战场所需火力攻击效能和异构无人机集群火力攻击效能；然后，针对异构无人机集群续航能力和战场所需续航能力，进行对比评估；最后，利用评估结果构建带约束的整数规划配置模型，采用蒙特卡洛法求解得到异构无人机集群的最优配置结果。采用本发明方法通过对任务执行前异构无人机集群进行最优配置，能够降低无人机集群任务失败的风险和作战成本。

技术领域

本发明属无人机集群协同作战技术领域，具体涉及一种基于任务需求的异构无人机集群协同最优配置方法。

背景技术

在现代信息化作战的背景下，无人机向小型化和微型化的方向发展。为了应对复杂的战场环境，采用集群作战的方式能够大大提高无人机集群的作战效能。无人机集群作战要求对集群中不同类型和功能的无人机进行合理的配置。合理的配置结果得到的集群能够充分发挥各无人机的作战能力，降低任务失败的风险和作战成本。

无人机集群配置的本质是通过综合评估敌方战场和我方无人机集群的效能，进行分析对比，从而得到无人机集群的最优配置结果。现有几种方法针对无人机集群配置问题提出解决方法：第一种方法利用单架无人机的作战效能评估结果，进而扩大到整个无人机集群，但是该无人机集群是由单一功能的无人机组成，并没有考虑到异构无人机组合的情况；第二种方法考虑到异构无人机之间协同所带来的影响，计算得到异构无人机之间的协同影响结果，但是没有给出异构无人机集群总体效能的计算方法。

因此，需要提出一种基于任务需求的异构无人机集群协同最优配置方法，实现异构无人机集群的合理最优配置，得到最终配置结果，并符合任务需求。AHP称为层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)，是一种将决策相关的元素分解成目标、准则、方案的层次，在此基础至上进行定性和定量分析的决策方法。它由运筹学家T.L.Saaty提出的分析方法，在处理复杂的决策问题上具有一定的实用性和有效性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于任务需求的异构无人机集群协同最优配置方法，用于解决任务执行前对异构无人机集群结构和规模的配置问题。

一种基于任务需求的异构无人机集群协同最优配置方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：按照以下公式计算得到战场所需火力攻击效能P_e总：

其中，N_e表示战场中敌方防空作战单元的类型数量，m_i表示第i类敌方防空作战单元的数量，P_eⁱ表示第i类敌方防空作战单元的战场所需火力攻击效能，按照以下公式计算得到：

其中，E_i,2表示第i类敌方防空作战单元的战场所需火力攻击效能指标体系中第2层级的因素个数，δ_i,j表示第i类敌方防空作战单元的战场所需火力攻击效能指标体系中第2层级的第j个因素对于第1层级因素的权重，表示第i类敌方防空作战单元的战场所需火力攻击效能指标体系中第2层级第j个因素的量化效能值；