[发明专利]多约束下的多传感器协同探测任务规划方法和系统及介质

说明书

本发明提供了一种多约束下的多传感器协同探测任务规划方法和系统及介质，获取支持任务规划的相关信息，建立任务规划的多约束优化数学模型，求解模型得到协同探测任务方案，评估协同探测任务方案，在不满足对目标的期望探测时段时、更新多约束优化数学模型、求解模型并补充协同探测任务方案。解决考虑传感器性能、探测任务要求等多种约束的多传感器对多目标的协同探测问题，能够减少问题求解的工作量、有助于提高任务规划的效率和速度，对目标探测的连续性有较好的保证，能够适应对目标探测时段有具体要求的多传感器协同探测任务。

技术领域

本发明涉及协同探测技术领域，具体地，涉及一种多约束下的多传感器协同探测任务规划方法和系统及介质。

背景技术

在作战过程中，指挥信息系统需要对若干部传感器进行高效的管理与调度，通过多传感器协同探测，为指挥控制系统提供连续、可靠的目标信息，为作战决策、武器制导、作战效果评估等提供信息保障。多传感器协同探测任务规划是依据对目标运动的估计、以一定的准则设计各传感器对目标的探测任务，形成多传感器对多目标的探测时序。

目前，已有方法多是以固定的时间周期或划定的时间段、按时间顺序、以一定的优化原则对传感器资源进行分配(如：崔博鑫等，基于任务控制的动态多传感器管理方案，《系统工程与电子技术》2012年12月；李志汇等，多目标传感器协同探测的资源优化问题，《火力与指挥控制》2015年11月；方余瑜等，基于时变量测方差的多传感器多目标优化分配算法，《火力与指挥控制》2015年4月；董晨等，导弹防御多传感器协同探测任务规划，《现代防御技术》2018年12月)，对于传感器数量及目标数量较多的复杂场景下的多传感器协同探测任务规划，传统方法存在时间周期或时间段划分较细、任务规划的计算量大、规划效率不高等问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多约束下的多传感器协同探测任务规划方法和系统及介质。

根据本发明提供的一种多约束下的多传感器协同探测任务规划方法，包括：

获取信息步骤：获取支持任务规划的目标数、各传感器的目标通道总数、各传感器目标通道对各目标的起始探测时刻和终止探测时刻，对各目标的期望起始探测时刻和期望终止探测时刻，定义各传感器目标通道对各目标的起始探测时刻到终止探测时刻为可探测时段，定义对各目标的期望起始探测时刻到期望终止探测时刻为期望探测时段；

建立模型步骤：建立任务规划的多约束优化数学模型，所述多约束优化数学模型包括优化变量、约束条件和优化目标；

任务生成步骤：求解多约束优化数学模型，得到目标与传感器的目标通道之间的配对关系，查询分配的传感器目标通道对相应目标的可探测时段，以对目标的可探测时段与该目标的期望探测时段的交集，作为一次优化分配给该目标的探测时段，形成以“目标-传感器目标通道-探测时段”配对表示的协同探测任务方案；

覆盖判定步骤：判断分配给各目标的探测时段是否完全覆盖相应目标的期望探测时段，如是，则表示完成任务规划，否则，则更新多约束优化数学模型，对探测时段未完全覆盖期望探测时段的目标，以协同探测任务方案中对该目标的终止探测时刻减去两个传感器目标通道交接目标的过度时段时长，更新对该目标的期望起始探测时刻，重建多约束优化数学模型并求解，直至分配给各目标的探测时段完全覆盖相应目标的期望探测时段。

优选地，所述获取信息步骤中，所述目标数设为m；所述各传感器的目标通道总数设为n；所述各传感器目标通道数对各目标的起始探测时刻和终止探测时刻分别表示为n×m维矩阵T₀与T_f，

其中，t_ij0代表第i个传感器目标通道对第j个目标的起始探测时刻，t_ijf代表第i个传感器目标通道对第j个目标的终止探测时刻，若第i个传感器目标通道无法探测第j个目标，则t_ij0＝t_ijf＝-1；