[发明专利]一种基于概率图动态规划的在线协同探测任务规划方法

权利要求书

1.基于概率图动态规划的在线协同探测任务规划方法，其特征在于该方法的步骤包括：

第一步，根据态势获取的目标可能部署区域的位置构建搜索概率图；

第二步，构建关联矩阵，根据关联矩阵进行聚类融合，将聚类融合后的聚类中心作为初始红外探测器的指向位置，计算红外探测器的覆盖范围，优化分配红外探测器的搜索子区域；

第三步，采用在线动态搜索调度策略，每个固定的周期优化分配红外探测器的指向位置，进行在线协同探测任务规划。

2.根据权利要求1所述的基于概率图动态规划的在线协同探测任务规划方法，其特征在于：所述的第一步中，概率图的构建过程为：

(1.1)通过多个飞行器上被动雷达和红外探测器进行态势获取，将获取的目标信息转换到统一的地心地固坐标系，初步得到目标可能部署区域；

(1.2)假设目标可能部署区域为一平面矩形搜索区域，其中分布着多个目标群，多枚飞行器进入该搜索区域后对目标进行搜索，将该搜索区域划分为m×n个四边形网格，每个四边形网格作为一个单元，称所有单元的集合E＝{(i,j)|i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n}为搜索环境，(i,j)表示位于第i行，第j列的单元，m为搜索视场最大的行边界，n为搜索视场最大的列边界；

(1.3)为每个单元(i,j)定义P_ij(k)∈[0,1]，P_ij(k)∈[0,1]表示k时刻单元(i,j)中存在目标群的概率，则搜索概率图表示为SPM＝{P_ij(k)|(i,j)∈E}，飞行器在搜索的过程中，根据已探测到的信息实时对搜索概率图进行更新。

3.根据权利要求2所述的基于概率图动态规划的在线协同探测任务规划方法，其特征在于：所述步骤(1.3)中，对搜索概率图进行更新的方法为：

k时刻单元(i,j)中存在目标群的概率为

式中P_D为红外红外探测器的探测概率，P_F为虚警概率；

若红外探测器没有探测到目标，则根据贝叶斯定理有

由于每个时间步长被飞行器搜索到的单元有限，因此，只对搜索到的单元进行更新，其它未搜索到的单元的目标群存在概率保持不变；

定义一个变量z(i,j,k)，表示单元(i,j)中是否存在目标，即

θ表示目标更新的阈值，到预定时刻，搜索完成后，根据z(i,j,k)计算每个单元格目标存在的概率，更新目标可能部署区域的搜索概率图。

4.根据权利要求3所述的基于概率图动态规划的在线协同探测任务规划方法，其特征在于，目标和红外探测器同时满足如下两个条件时，红外探测器能够探测到目标：

条件1：目标处于红外探测器探测范围之内，根据红外探测器能力和目标特性,计算出红外探测器的极限作用距离R,只有当目标与红外探测器的距离小于R的时候才被认为目标是能够观测的；

条件2：目标与红外探测器之间不被地球所遮挡，假定地球为一等半径球体,只要目标位于以红外探测器为顶点,半锥角α的圆锥形区域之内，则视为能够观测的；V为红外探测器视场中心到红外探测器的距离，

5.根据权利要求4所述的基于概率图动态规划的在线协同探测任务规划方法，其特征在于，所述第二步的实现方式如下：

构造一个拓扑图，其中点表示目标，假设搜索到的目标集合为{t_H,t_G}，

其中，表示拓扑图中目标t_H和t_G的连通度，0表示不连通，1表示连通；

根据关联矩阵进行聚类融合，将可能的M个目标进行聚类，确定最佳的初始红外探测器的指向位置。