一种有人/无人协同班组辅助指挥系统技术方案

本发明专利技术公开了一种有人/无人协同班组辅助指挥系统，能够保证态势感知的全面性和准确性，系统包括传感器模块、态势感知模块、信息融合模块和RBO决策模块。本发明专利技术利用态势感知模块对传感器模块获得的各个个体信息和全局信息分别进行态势感知，并利用信息融合模块将个体态势感知信息进行融合；系统借助互信息推送提供的传感器信息，辅助指挥员的决策和判定工作，为指挥员提供了决策的依据。本发明专利技术采用云模型进行态势的推理，大大简化了从传感器信息到态势感知信息的推理过程，提高了系统的感知效率。利用消息推送的手段实现了辅助指挥系统中的信息管理，同时在人机交互模块为指挥员提供了人工干预修正的接口。

A human / unmanned cooperative group command system

The invention discloses a manned / unmanned cooperative group assistant command system, which can ensure the comprehensiveness and accuracy of situational awareness. The system includes sensor module, situational awareness module, information fusion module and RBO decision module. The individual information and global information by using the invention of situation awareness module sensor module respectively, situational awareness, and using information fusion module to integrate individual situation awareness information; system with sensor information push information provided by members of the decision-making and command aided decision, provides decision-making basis for the commander. The cloud model is used for reasoning of situation, which greatly simplifies the reasoning process from sensor information to situational awareness information, and improves the perceived efficiency of the system. The information management in the auxiliary command system is realized by means of message push, and at the same time, the interface of human interaction module is provided for the commanders to modify the manual intervention.

【技术实现步骤摘要】
一种有人/无人协同班组辅助指挥系统
本专利技术涉及多智能体辅助控制
，具体涉及一种有人/无人协同班组辅助指挥系统。
技术介绍
近年来，以远程遥控和自主控制为核心的机器人技术迅猛发展，导致无人飞行器、地面机器人、水面和水下机器人作战系统相继出现，并先后投入战场，无人化作战这一崭新作战样式正在破土而出，其中，有人/无人协同班组是一种重要的编制形式。为了对战场环境进行完整全面的感知，无人平台安装了大量的传感器，对环境信息进行实时采集。为了克服单个平台能力不足的问题，无人平台多形成多平台无人班组执行任务，这样的有人/无人协同班组的控制存在技术难点，具体体现在指挥人员需要根据大量的传感器数据，对当前形势进行实时分析，这种传统的简单遥控方式将整个班组的态势感知和决策的工作量全部给定到指挥员上，这就使班组指挥人员面临巨大的指挥压力。故有必要引入辅助指挥系统，帮助指挥员进行信息的整合和筛选，提供参考态势信息，推送与态势和决策关联的重要信息，使指挥员的主要精力投入在决策上。在传感器信息的整合方法上，目前大多采用引入态势感知模块的方法，即使用根据实际需求，将整体情况划分为便于指挥员理解的态势，将辅助系统的态势理解结果上报给指挥员，从而减轻指挥员的负担，其数学过程来讲，辅助控制系统中的态势感知模块是一个推理过程，当前的主要方案有：文献1(PearlJF,propagationandstructuringinbeliefnetworks[J].ArtificialIntelligence,1986,29(3):241/288.)采用贝叶斯推理的方法来构建态势感知网络，网络架构层级清晰，但是在实际使用中面临先验概率难以确定的问题。文献2(BartKosko.FuzzyEngineering[M].PrenticeHall,1997.)提出了一种基于模糊认知图的算法，削弱了传感器误差的影响，但缺乏对于样本随机性的包含，对于多专家经验的差异性也存在合理的处理方法。文献3(麻士东，韩亮，龚光红，宋晓，基于云模型的目标威胁等级评估[J],《北京航空航天大学学报》,2010,36(02):150-153)中采用云模型这一涵盖了模糊性和随机性的模型进行态势的推理，有较好的实用性。尽管上述的这些研究所得到的方法具有很不错的完成任务的效果，但是在实际的复杂战场环境中，辅助指控系统单纯的直接对传感器信息进行态势感知是不够的，在辅助指控系统中，如何保证态势感知的准确性，如何进行合理的信息筛选和排序，以保证指挥干预和决策快速有效进行，是现在急需重点解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基有人/无人协同班组辅助指挥系统，能够保证态势感知的全面性和准确性。本专利技术的有人/无人协同班组辅助指挥系统包括传感器模块、态势感知模块、信息融合模块和RBO决策模块；传感器模块对环境进行感知，输出传感器信息组，所述传感器信息组包括全局信息以及两个或两个以上的个体信息；态势感知模块对各个个体信息和全局信息进行态势感知，得到对应的各个个体态势信息和全局态势信息；态势感知模块将各个个体态势信息和全局态势信息发送到RBO决策模块，并将各个个体态势信息发送到信息融合模块；信息融合模块将各个个体态势信息进行信息融合，得到融合态势信息；信息融合模块将融合态势信息发送到RBO决策模块；其中，信息融合方式为：依据战场环境确定各个个体态势信息各自的权重，将所有个体态势信息进行加权求和后取平均值，平均值即为融合态势信息；全局态势信息与融合态势信息组成班组态势信息组；RBO决策模块依据输入的个体态势信息和班组态势信息组进行RBO决策并输出决策结果。较佳地，系统还包括威胁信息推送模块，用于接收传感器信息组和班组态势信息组，确定班组态势信息和对应传感器信息之间的互信息量，将最大互信息量所对应的传感器信息作为威胁信息并推送。进一步地，系统还包括人机交互模块，用于显示个体态势信息和班组态势信息、威胁信息和决策结果，同时接收人为干预决策指令。其中，态势感知模块基于云模型将所述各个个体信息模糊化为概念量，对概念量匹配相应的高中低标尺云期望构成的标尺云；信息融合模块将态势感知模块得到的各个标尺云作为行向量构建出判别矩阵，按照威胁度设定的权重对判别矩阵的每一行进行加权求和，得到各个行权重，按照各个行权重将判别矩阵各个行向量进行加权求和，获得融合后的标尺云期望即融合态势信息。较佳地，系统还包括决策信息推送模块，用于接收决策结果以及传感器信息组，通过模块内已设定的决策规则集，获取与决策结果相关联的传感器信息作为决策推送信息并推送。进一步地，系统还包括人机交互模块，用于显示个体态势信息和班组态势信息、决策结果以及决策推送信息，同时接收人为干预决策指令。较佳地，系统还包括应急处理模块，直接从传感器模块异常时输出的信息中获得突发态势信息，由设定的突发规则集对突发态势信息进行决策；并将突发规则集无法决策的突发态势信息直接推送。进一步地，系统还包括人机交互模块，人机交互模块用于显示个体态势信息和班组态势信息、突发态势信息和决策结果，同时接收人为干预决策指令。其中，互信息量模型如式(12)所示：其中，表示第i个传感器信息ci与第k个班组态势感知信息的互信息量；i∈[1,N]，N为传感器信息组所包含的传感器信息总数，k∈[1,K]，K为班组态势感知信息组所包含的全局态势信息与融合态势信息总数；其中其中p(cijdk)为利用专家经验样本统计获取的概率，I(cij,dk)为cij与dk之间的互信息；cij表示第i个传感器信息的第j个取值，j∈[1,M]，M为一个传感器信息所包括取值的总数，dk表示第k个班组态势感知信息；有益效果：1.本专利技术针对有人/无人协同班组实战中的智能化需求和实时性需求，本专利技术利用态势感知模块对传感器模块获得的各个个体信息和全局信息分别进行态势感知，并利用信息融合模块将个体态势感知信息进行融合，系统可以简明的获取完整的态势信息，保证了态势感知的全面性与准确性。2.本专利技术使用互信息中的信息熵模型来衡量传感器信息与态势感知信息的变量关联，进而实现传感器信息筛选工作，向指挥员推送决策急需的传感器信息，系统对具体战场环境更有针对性。3.针对有人/无人协同辅助指挥系统中机器态势感知可能存在的感知偏差问题，系统借助互信息推送提供的传感器信息，辅助指挥员的决策和判定工作，为指挥员提供了决策的依据。4.本专利技术采用云模型进行态势的推理，并利用专家经验样本生成标尺云，使用标尺云和数据融合的方法来进行数据到态势的推理，大大简化了从传感器信息到态势感知信息的推理过程，提高了系统的感知效率。5.本专利技术利用消息推送的手段实现了辅助指挥系统中的信息管理，同时在人机交互模块为指挥员提供了人工干预修正的接口，使指挥员与系统适度有效地交互，保证指挥干预和决策快速有效进行。附图说明图1为标尺云产生和云模型运作流程图，其中图1(a)为标尺云的生成过程，图1(b)为云模型推理流程。图2为某一属性对应的标尺云图。图3为云模型中模糊化隶属函数图。图4为逆云模型信息流图。图5为系统信息流图。图6为系统模块示意图。图7为辅助系统整体运作流程图。图8为ANYLOGIC无人平台仿真环境图。图9为安全态势和敌人进攻态势下系统测试结果对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有人/无人协同班组辅助指挥系统，其特征在于，包括传感器模块、态势感知模块、信息融合模块和RBO决策模块；传感器模块对环境进行感知，输出传感器信息组，所述传感器信息组包括全局信息以及两个或两个以上的个体信息；态势感知模块对各个个体信息和全局信息进行态势感知，得到对应的各个个体态势信息和全局态势信息；态势感知模块将各个个体态势信息和全局态势信息发送到RBO决策模块，并将各个个体态势信息发送到信息融合模块；信息融合模块将各个个体态势信息进行信息融合，得到融合态势信息；信息融合模块将融合态势信息发送到RBO决策模块；其中，信息融合方式为：依据战场环境确定各个个体态势信息各自的权重，将所有个体态势信息进行加权求和后取平均值，平均值即为融合态势信息；全局态势信息与融合态势信息组成班组态势信息组；RBO决策模块依据输入的个体态势信息和班组态势信息组进行RBO决策并输出决策结果。

【技术特征摘要】
1.一种有人/无人协同班组辅助指挥系统，其特征在于，包括传感器模块、态势感知模块、信息融合模块和RBO决策模块；传感器模块对环境进行感知，输出传感器信息组，所述传感器信息组包括全局信息以及两个或两个以上的个体信息；态势感知模块对各个个体信息和全局信息进行态势感知，得到对应的各个个体态势信息和全局态势信息；态势感知模块将各个个体态势信息和全局态势信息发送到RBO决策模块，并将各个个体态势信息发送到信息融合模块；信息融合模块将各个个体态势信息进行信息融合，得到融合态势信息；信息融合模块将融合态势信息发送到RBO决策模块；其中，信息融合方式为：依据战场环境确定各个个体态势信息各自的权重，将所有个体态势信息进行加权求和后取平均值，平均值即为融合态势信息；全局态势信息与融合态势信息组成班组态势信息组；RBO决策模块依据输入的个体态势信息和班组态势信息组进行RBO决策并输出决策结果。2.如权利要求1所述的一种有人/无人协同班组辅助指挥系统，其特征在于，所述系统还包括威胁信息推送模块，用于接收传感器信息组和班组态势信息组，确定班组态势信息和对应传感器信息之间的互信息量，将最大互信息量所对应的传感器信息作为威胁信息并推送。3.如权利要求2所述的一种有人/无人协同班组辅助指挥系统，其特征在于，所述系统还包括人机交互模块，用于显示个体态势信息和班组态势信息、威胁信息和决策结果，同时接收人为干预决策指令。4.如权利要求1所述的一种有人/无人协同班组辅助指挥系统，其特征在于，态势感知模块基于云模型将所述各个个体信息模糊化为概念量，对概念量匹配相应的高中低标尺云期望构成的标尺云；信息融合模块将态势感知模块得到的各个标尺云作为行向量构建出判别矩阵，按照威胁度设定的权重对判别矩阵的每一行进行加权求和，得到各个行权重，按照各个行权重将判别矩阵各个行向量进行加...

【专利技术属性】
技术研发人员：方浩，陈杰，李硕，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11