[发明专利]一种无人集群系统目标融合拣选方法及装置

说明书

本发明涉及无人系统集群目标搜索与监视领域，具体涉及一种无人集群系统目标融合拣选方法及装置。包括：观测环境内第一目标信息；接收邻居无人平台节点的第二目标序列信息；对第二目标序列信息进行直接邻域及级联邻域计算及剪裁，筛选出待融合的第二目标序列信息；对第一目标序列信息和待融合的第二目标序列信息进行各目标信息级联拓扑关联度评估，生成待拣选的可观测目标序列；对可观测目标序列进行基于信息交互评价的收益‑代价评估，拣选观测目标，基于拣选的观测目标对无人平台的节进行状态与行为控制。本发明在增强了无人集群系统鲁棒性的同时，提升了其方法面向弱联通条件的效率，实现面向决策级传播效应的个体级、自主协同式信息交互控制。

技术领域

本发明涉及无人系统集群目标搜索与监视领域，尤其涉及一种无人集群系统目标融合拣选方法及装置。

背景技术

无人集群系统在勘察搜救、协同作业、环境侦察等诸多领域，已成为补充或替代有人系统的重要手段。尽管无人机的应用在集群表演、物流装配等领域已初具成效，但在实际应用中还存在着大量亟待解决的实际问题，如小型化带来的载荷能力限制与日益增长的集群化自主作业能力需求。

因此，无人集群系统在实际作业过程中，及其自主协同关系稳定运行的过程中，应重点考虑信息交互行为中存在哪些具体问题。通过场景问题剖析，找到全局性信息掌握困难、通信连接带宽低且不甚稳定、通信连接存在中断可能等现实问题，并抽象成为面向弱连接条件的局部交互场景，构建回流甄别、采信融合与目标决策的具体方法，细化信息交互与节点状态控制的通用化策略，优化无人平台模型设计，支撑无人平台作业能力的保持。

发明内容

本发明公开了一种无人集群系统目标融合拣选方法及装置，其提供给无人平台相对独立的决策机制，降低任务目标多轮次分配过程的通信资源消耗，进而提高集群中单个个体平台的目标信息自我解算决策的效率，同时提升了拓扑连接不稳定时无人系统集群协同行为涌现的鲁棒性，将博弈的环境反馈和策略调整从无人平台个体决策上升至宏观控制和调控效应上，使得系统处在个体与个体行为的快速优化和制约循环里。

为实现所述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种无人集群系统目标融合拣选方法，其中，无人集群系统包括多个无人平台节点，具体包括以下过程：

无人平台节点通过平台感知设备观测环境内第一目标信息，并向信息融合模块发送观测到的第一目标信息；

通过平台通信设备接收1跳邻域及2跳邻域无人平台节点集合发送的第二目标序列信息，并将汇集的第二目标序列信息发送给邻域剪裁模块；

通过邻域剪裁模块对第二目标序列信息进行1跳邻域及2跳邻域计算及剪裁，筛选出待融合的第二目标序列信息，并将待融合的第二目标序列信息发送给信息融合模块；

通过信息融合模块对平台感知设备发送的第一目标信息和邻域剪裁模块发送的待融合的第二目标序列信息进行各目标信息级联拓扑关联度评估，生成待拣选的可观测目标序列，将可观测目标序列发送给评估决策模块；

通过评估决策模块对可观测目标序列进行基于信息交互评价的收益-代价评估，根据评估结果拣选观测目标，基于拣选的观测目标对无人平台进行状态与行为的控制。

进一步的，所述1跳邻域为时刻t某一无人平台节点有直接通信连接的无人平台节点的无人节点平台集合；2跳邻域为与无人平台节点平台集合中的每一无人平台节点有通信连接的无人平台节点集合。

进一步的，裁剪的过程为：剪裁 中有回流的无人平台节点得到集合，集合中的元素记为；剪裁集合 中有回流的无人平台节点得到集合，集合中的元素记为。

进一步的，对平台感知设备发送的第一目标信息和邻域剪裁模块发送的待融合的目标序列信息进行各目标信息级联拓扑关联度评估，生成待拣选的可观测目标序列，具体包括以下过程：