[发明专利]一种仿鹰鸽智能博弈的无人机集群协同对抗控制方法

权利要求书

1.一种仿鹰鸽智能博弈的无人机集群协同对抗控制方法，其特征在于：该方法实现步骤如下：

步骤一：初始化战场环境设置，具体包括：初始化对抗场景；初始化无人机运动控制模型；初始化无人机集群攻防策略选择模型；

步骤二：无人机集群对抗运动控制，具体包括：

S21、选择邻居集合；

S22、和邻居保持速度一致；

S23、机间聚集；

S24、机间避障；

S25、接近敌方；

S26、更新位置和速度；

步骤三：基于鹰鸽智能博弈的攻防策略设计，具体包括：

S31、判断红蓝双方无人机集群之间的距离；

S32、对红蓝双方的无人机进行分组；

S33、确定红蓝双方攻防纯策略集合——鹰策略或鸽策略；

步骤四：基于鹰鸽智能博弈的红蓝双方支付矩阵求解，具体包括：计算红方的损失；计算蓝方的损失；计算红蓝双方鹰、鸽混合策略下的支付矩阵；

步骤五：基于鹰鸽智能博弈的红蓝双方混合策略求解，具体包括：

S51、设计代价函数；

S52、用改进鸽群优化算法求解混合策略；

步骤六：输出红蓝双方对抗结果，具体包括：红蓝双方对抗中运动控制相关仿真结果；红蓝双方对抗中攻防策略选择控制相关仿真结果。

2.根据权利要求1所述的仿鹰鸽智能博弈的无人机集群协同对抗控制方法，其特征在于：所述步骤S23实现机间聚集的具体过程如下：

当无人机与邻居之间距离较远时，邻居会对无人机产生吸引力，使无人机机朝其邻居运动，无人机所受到邻居引力合力产生的加速度可以表示为：

其中，表示α方的第i个个体的聚集加速度，k_att表示聚集加速度的控制增益，R_rep表示无人机i周围排斥环的半径，R_att表示无人机i周围吸引环的半径，表示对α方无人机i产生吸引力的邻居集合，j表示中的个体，||·||表示对向量取2范数。

3.根据权利要求1所述的仿鹰鸽智能博弈的无人机集群协同对抗控制方法，其特征在于：所述步骤S24实现机间避障的具体过程如下：

当无人机与邻居之间距离较近时，邻居会对无人机产生排斥力，使无人机背离邻居运动，无人机所受到邻居排斥力的合力产生的加速度可以表示为：

其中，表示α方的第i个个体的避障加速度，k_rep表示避障加速度的控制增益，表示对α方无人机i产生吸引力的邻居集合，j表示中的个体。

4.根据权利要求1所述的仿鹰鸽智能博弈的无人机集群协同对抗控制方法，其特征在于：所述步骤S25实现接近敌机的具体过程如下：

对于红方无人机而言，当其探测到蓝方无人机集群后，朝着蓝方无人机集群运动并进行拦截，红方无人机受到蓝方无人机集群引力产生的加速度可以表示为：

其中，表示红方的第i个个体的接近蓝方无人机集群的加速度，k_{b_r}表示接近蓝方无人机集群的加速度的控制增益，表示蓝方无人机集群中心坐标。

5.根据权利要求1所述的仿鹰鸽智能博弈的无人机集群协同对抗控制方法，其特征在于：所述步骤S31判断红蓝双方无人机集群之间的距离的具体过程如下：

其中，表示红方无人机集群中心坐标，dis_{r_b}表示双方集群中心的距离，当dis_{r_b}＜R_opp时，认为对抗双方在速度上均可压制住对方，双方保持相对静止，否则转到步骤二，R_opp表示双方开始进行作战策略对峙的半径。