[发明专利]对抗环境下无人机占位决策的矩阵博弈方法及装置

说明书

本发明提供了一种对抗环境下无人机占位决策的矩阵博弈方法及装置。该方法包括：分别获取红方无人机和蓝方无人机在第k次占位决策的状态信息及对应的初始状态向量；对双方在第k+1次占位决策的策略空间离散化处理，生成双方在第k+1次占位决策的策略集合；计算双方策略集合中任意一对策略对应的支付值生成双方在第k+1次占位决策的博弈矩阵；计算双方在第k+1次占位决策的最优方案；计算双方的有效攻击范围；若进入有效攻击范围，则结束本次占位决策过程；否则，将第k+1次占位决策的策略方案作为下一次占位决策的初始状态值，进入下一次占位决策。本发明可以快速得到无人机双方在对抗过程中同一时刻的最优机动动作，提高占位决策的精确度及适应程度。

技术领域

本发明涉及智能决策领域，尤其涉及一种对抗环境下无人机占位决策的矩阵博弈方法及装置。

背景技术

在一对一无人机空战场景下，两架无人机之间的对抗包括占位和攻击两个方面。现有的一对一空战占位问题的解决方法通常考虑无人机的基本动作，即首先将无人机的机动动作作为策略，其次获取某个机动动作之后无人机双方之间的对抗态势计算双方的支付函数值，再次构建相应的博弈矩阵并对该博弈矩阵进行求解，最后得到无人机双方的最优机动。

然而，无人机的现有机动动作都是参照有人机而飞出来的，这些机动动作不仅具有局限性，而且基于现有机动动作构造出来的策略空间也不完全适用于无人机。并且，无人机的机动动作具有不同的完成时间，不能准确估计下一刻无人机的位置，故得到支付值不一定是同一时刻对应的优势值。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种对抗环境下无人机占位决策的矩阵博弈方法及装置，用于解决现有技术中无人机的机动动作不完全适用于无人机，且无人机双方的机动动作完成时间不同而引起的支付值对应时刻不同的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种对抗环境下无人机占位决策的矩阵博弈方法，包括：

分别获取红方无人机和蓝方无人机在第k次占位决策时的状态信息，生成所述红方无人机与所述蓝方无人机在第k次占位决策的初始状态向量k为正整数；

基于所述红方无人机和所述蓝方无人机的初始状态向量分别对所述红方无人机和所述蓝方无人机在第k+1次占位决策的策略空间进行离散化处理，得到所述红方无人机和所述蓝方无人机在第k+1 次占位决策的策略集合

利用预设的支付函数计算所述策略集合与所述策略集合中任意一对策略对应的支付值，生成所述红方无人机和所述蓝方无人机在k+1次占位决策的博弈矩阵；

基于无人机双方的博弈矩阵计算无人机双方在第k+1次占位决策的最优方案；

根据所述第k+1次占位决策的最优方案计算所述无人机双方的有效攻击范围；

若所述红方无人机进入所述蓝方无人机的有效攻击范围或所述蓝方无人机进入所述红方无人机的有效攻击范围，则结束本次占位决策过程；否则，将所述无人机双方在第k+1次占位决策的最优策略方案作为下一次占位决策的初始状态值，进入下一次占位决策过程。

可选地，所述红方无人机与所述蓝方无人机在第k次占位决策的初始状态向量采用下式表示：

其中，分别表示红方无人机与蓝方无人机第k次占位决策时相对于地面坐标系的俯仰角；分别表示红方无人机与蓝方无人机第k次占位决策时相对于地面坐标系的航迹偏转角；为分别为红方无人机与蓝方无人机第k次占位决策时相对于地面坐标系的位置坐标。

可选地，分别离散化所述红方无人机和所述蓝方无人机在第k+1次占位决策时动力学约束下的俯仰角的变化范围；