[发明专利]一种基于情景构建的无人机自主鲁棒决策方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复杂战场环境下的基于情景构建的无人机自主鲁棒决策方法，属于计算机仿真与方法优化技术领域。

背景技术

无人机在现代战争中扮演着越来越重要的角色。在无人机的应用过程中，越来越强调其智能性、自主性，即在面临多变复杂外界条件时，要求无人机能够自主决策，决定自身下一步的行动方案。如无人机在执行情报搜索、目标追踪、目标侦查和精确打击等任务时，需要自主规划航路、自主采取机动动作、自主决定攻击方案等。这些决策行为通常是在复杂战场环境中做出的，存在巨大的风险性。因此，无人机在面临复杂战场环境时，自主决策应保证行动方案是可行的且在不同情景中能够有效执行，同时还能够最大幅度的降低风险，即无人机自主决策的鲁棒性。

无人机自主决策的研究目前主要集中于路径规划、任务分配和飞行控制领域。通常是根据决策任务提出路径规划算法、任务协同策略和资源分配优化算法，研究过程中很少考虑无人机自主决策时所处的复杂战场环境。然而，由于复杂战场环境具有多变性、动态性、高风险性等特点，无人机难以在有限的战斗时间内保证有效的自主决策。现存无人机自主决策的研究内容很少针对复杂战场环境下的无人机自主决策方法进行研究，往往只考虑某种特定环境下的无人机自主决策，导致无人机在面临复杂多变战场环境时，无法快速准确进行决策，且很难有效执行决策的同时最大幅度的降低决策风险，即保证决策的鲁棒性。所以，无人机在复杂战场环境下自主决策方法的研究显得尤为重要。目前还未发现复杂战场环境下无人机自主鲁棒决策方法的相关研究。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足之处，提出一种基于情景构建的无人机自主鲁棒决策方法，能有效解决无人机在复杂战场环境下的自主决策能力弱的问题，使得无人机在各种情景中都能进行自主决策，从而提高无人机的自主决策效率和决策效果，实现最优的行动方案选择，并保证决策方案的可行性、有效性和安全性。

本发明为解决以上技术问题采用如下方案：

本发明一种基于情景构建的无人机自主鲁棒决策方法，是应用于红方无人机攻打位于蓝方阵地中的蓝方高价值目标的复杂战场环境中，其特点是，所述无人机自主鲁棒决策方法按如下步骤进行：

步骤1：定义复杂战场环境中红方无人机的决策变量和蓝方阵地的决策变量

令红方无人机携带电子支援措施状态Red_ESMState={开，关}、红方无人机携带SAR雷达状态Red_SARState={开，关}、红方无人机机载导弹类型Red_Missile={A，B}、红方无人机飞行高度Red_Height={中，低}、红方无人机发现蓝方高价值目标位置Red_GetLocation={是，否}、红方无人机被击中Red_Destroyed={是，否}、红方无人机攻击效果Red_Result={蓝方高价值目标完全损毁，蓝方高价值目标高度损毁，蓝方高价值目标中度损毁，蓝方高价值目标未损毁}、红方无人机决策候选行动方案集Red_Action＝{D₁,D₂,...,D_i,...,D_n},n∈N，N为自然数，所述红方无人机决策候选行动方案集Red_Action中，D_i为第i种红方无人机决策候选行动方案，i∈n；红方无人机攻打蓝方阵地的效用={Utility}；

令蓝方雷达状态Blue_RadarState={开，关}、蓝方电子干扰设备状态Blue_ECMState={开，关}、蓝方高炮Blue_HasAA={是，否}、蓝方导弹类型Blue_Missile={中程导弹，近程导弹，无导弹}、蓝方发现红方无人机位置Blue_GetLocation={是，否}；

令红方无人机与蓝方高价值目标之间的距离Distance={远，中，近}；

步骤2：情景构建