[发明专利]一种基于智能感知的无人机自适应导航系统及方法

权利要求书

1.一种基于智能感知的无人机自适应导航系统，其特征在于，包括：

环境与目标智能感知模块，获取地面环境和目标的感知信息，并与远端交换信息，利用智能推理感知环境和目标，得到战场态势感知图；

自适应导航模块，在战场态势感知图的基础上，按照自然风险和战争风险最小准则，进行自适应导航路径规划，并选择最佳导航路径；

数据显示模块，显示包括雷达和SAR传感器在内的实时探测数据、每条可行路径的风险系数和路径距离以及无人机当前的最优导航路径；

所述自适应导航路径规划的变换准则如下：

设目前无人机已经运动到第i个节点，与其链接的路径矢量称为第i个路径矢量，表示为：

其中p_if，p_ie分别是第i个路径矢量s_i的起始节点和终止节点，而(p_ifx,p_ify)，(p_iex,p_iey)分别是p_if和p_ie在两维战区感知图上的坐标值，设敌方接近s_i的一个动目标为t_j，其在当前时刻的坐标值为(q_jx,q_jy)，则敌方目标t_j对路径矢量s_i的风险为：

其中A(t_j)是t_j的风险强度，它是目标类型的函数，在演示系统中设定为：

τ(t_j)是t_j的风险衰减系数，也是目标类型的函数，在演示系统中设定为：

α(t_j)是目标t_j的意图引起的风险强度，在演示系统中设定为：

maxd(t_j,s_i)表示目标t_j到路径矢量s_i所有点的距离最大值，而mind(t_j,s_i)表示目标t_j到路径矢量所有点的距离最小值；于是，所有敌方目标对路径矢量s_i的风险总和为：

R(s_i)＝∑_jR(t_j,s_i)

于是，从路径矢量s_i起始，选择风险最小的路径为：

其中m是从路径矢量s_i起始到目的节点的可行路径总数，l∈{1,2,…,m}是其中的一条路径；R(s_kl)是选择第l条可行路径在未来第kl个路径矢量s_kl所产生的风险，对其求和就是选择第l条可行路径的总风险，即从矢量s_i起始选择风险最小的第条可行路径的总路径矢量和；

路径矢量s_i的路径长度为：

d(s_i)＝[(p_iex-p_ifx)²+(p_iey-p_ify)²]^1/2

选择第条可行路径不止一条，再按最短路径准则选择其中路径长度最短的一条为最终选择的最优路径

2.根据权利要求1所述基于智能感知的无人机自适应导航系统，其特征在于，所述环境与目标智能感知模块，基于战场环境、重要节点和可行路径信息，利用无人机安装的雷达、光学、红外传感器，获取地面环境和目标的感知信息，同时通过数据链与我方军事补给站以及海上基地交换传感信息，然后利用智能推理来感知环境和目标；所述数据显示模块包括探测数据模块、单路径风险及距离模块、当前最优路径显示模块；所述探测数据模块利用包括雷达和SAR传感器在内的传感器实时对目标类别，目标位置进行实时探测，在表格中给出传感器数据列表，包括敌方战机战舰、我方战机战舰以及无人机的经度纬度高度进行显示，同时显示其检测概率和虚警概率；所述单路径风险及距离模块实时地显示单路径的风险系数以及距离；所述当前最优路径显示模块显示当前时刻所有可行路径的风险评估，风险评估由总距离和总风险组成，同时显示最优路径。