对抗环境下无人机智能决策的纳什均衡博弈方法及系统技术方案

本发明专利技术实施方式提供一种对抗环境下无人机智能决策的纳什均衡博弈方法及系统，属于无人机的智能决策技术领域。纳什均衡博弈方法包括：生成第一无人机和第二无人机行为决策时的状态向量XR、XB；建立第一无人机和第二无人机的行为决策策略集合SR、SB；将第一无人机和第二无人机执行不同类型行为决策策略时的攻击有效性影响因素进行融合，设计第一无人机和第二无人机行为决策策略的支付函数；根据设计的无人机双方的支付函数计算策略集合SR与策略集合SB中任意一对行为决策策略对应的第一无人机的支付值和第二无人机的支付值，从而生成第一无人机和第二无人机博弈的双矩阵F；计算无人机双方行为决策的最优方案；选择第一无人机的行为决策策略。

Nash Equilibrium Game Method and System for UAV Intelligent Decision-making in Countermeasure Environment

【技术实现步骤摘要】
对抗环境下无人机智能决策的纳什均衡博弈方法及系统
本专利技术涉及无人机的智能决策
，具体地涉及一种对抗环境下无人机智能决策的纳什均衡博弈方法及系统。
技术介绍
无人机的智能决策对于无人机的模拟及实战对抗至关重要。现有技术中的智能决策方法在考虑无人机的行为决策策略时，仅考虑了无人机的机动行为决策策略，并未考虑无人机的攻击行为决策策略和防御行为决策策略。在现有技术的智能决策方法中，其支付函数仅考虑无人机相对于敌方无人机在几何位置上的态势优势，并不能完全反映无人机采取行为策略后对敌方无人机的攻击有效性。
技术实现思路
本专利技术实施方式的目的是提供一种对抗环境下无人机智能决策的纳什均衡博弈方法及系统，该纳什均衡博弈方法及系统通过将无人机的攻击行为决策策略和防御行为决策策略纳入无人机行为决策的决策策略中，提高了无人机行为决策的有效性。为了实现上述目的，本专利技术实施方式提供一种对抗环境下无人机智能决策的纳什均衡博弈方法，所述智能决策包括行为决策，所述纳什均衡博弈方法包括：分别获取第一无人机和第二无人机行为决策时的状态信息，生成所述第一无人机和所述第二无人机行为决策时的状态向量XR、XB；分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对抗环境下无人机智能决策的纳什均衡博弈方法，所述智能决策包括行为决策，其特征在于，所述纳什均衡博弈方法包括：分别获取第一无人机和第二无人机行为决策时的状态信息，生成所述第一无人机和所述第二无人机行为决策时的状态向量XR、XB；分析所述第一无人机和所述第二无人机在行为决策时不同类型的典型行为，建立所述第一无人机和所述第二无人机的行为决策策略集合SR、SB；基于证据理论融合方法，将所述第一无人机和所述第二无人机执行不同类型行为决策策略时的攻击有效性影响因素进行融合，设计所述第一无人机和所述第二无人机不同行为决策策略的支付函数；基于所述第一无人机和所述第二无人机行为决策时的状态向量XR、XB...

【技术特征摘要】
1.一种对抗环境下无人机智能决策的纳什均衡博弈方法，所述智能决策包括行为决策，其特征在于，所述纳什均衡博弈方法包括：分别获取第一无人机和第二无人机行为决策时的状态信息，生成所述第一无人机和所述第二无人机行为决策时的状态向量XR、XB；分析所述第一无人机和所述第二无人机在行为决策时不同类型的典型行为，建立所述第一无人机和所述第二无人机的行为决策策略集合SR、SB；基于证据理论融合方法，将所述第一无人机和所述第二无人机执行不同类型行为决策策略时的攻击有效性影响因素进行融合，设计所述第一无人机和所述第二无人机不同行为决策策略的支付函数；基于所述第一无人机和所述第二无人机行为决策时的状态向量XR、XB，根据设计的所述第一无人机和所述第二无人机行为决策策略的支付函数计算行为决策策略集合SR与行为决策策略集合SB中任意一对行为决策策略对应的所述第一无人机的支付值和所述第二无人机的支付值，从而生成所述第一无人机和所述第二无人机博弈的双矩阵F；基于所述第一无人机和所述第二无人机博弈的双矩阵F，计算无人机双方行为决策的最优方案；基于所述第一无人机行为决策的最优方案，选择所述第一无人机的行为决策策略。2.根据权利要求1所述的纳什均衡博弈方法，其特征在于，所述纳什均衡博弈方法进一步包括：所述第一无人机与所述第二无人机在行为决策时的状态向量XR、XB采用下式表示：XR＝(xR，yR，zR，vR，θR，ψR)，XB＝(xB，yB，zB，vB，θB，ψB)；其中，xR，yR，zR、xB，yB，zB分别为第一无人机与第二无人机行为决策时相对于地面坐标系的位置坐标，vR、vB分别表示第一无人机与第二无人机行为决策时的速度标量，θR、θB分别为第一无人机与第二无人机行为决策时相对于地面坐标系的俯仰角；ψR、ψB分别表示第一无人机与第二无人机行为决策时相对于地面坐标系的航迹偏转角。3.根据权利要求1所述的纳什均衡博弈方法，其特征在于，所述纳什均衡博弈方法进一步包括：分析无人机在行为决策时不同类型的典型行为，将无人机的行为决策策略划分为三类七种，分别为机动行为决策策略、攻击行为决策策略和防御行为决策策略；其中，所述机动行为决策策略包括保持飞行状态不变、左转、右转、爬升、俯冲；所述攻击行为决策策略为发射导弹；所述防御行为决策策略为发射干扰弹；进而生成所述第一无人机与所述第二无人机的行为决策策略集合SR、SB，SR、SB采用下式表示：其中，表示所述第一无人机和所述第二无人机飞行状态不变行为决策策略，表示所述第一无人机和所述第二无人机左转行为决策策略，表示所述第一无人机和所述第二无人机右转行为决策策略，表示所述第一无人机和所述第二无人机爬升行为决策策略，表示所述第一无人机和所述第二无人机俯冲行为决策策略，表示所述第一无人机和所述第二无人机发射导弹行为决策策略，表示所述第一无人机和所述第二无人机发射干扰弹行为决策策略，所述第一无人机的第i个行为策略由表示，所述第二无人机的第j个行为策略由表示。4.根据权利要求1所述的纳什均衡博弈方法，其特征在于，所述纳什均衡博弈方法进一步包括：基于证据理论融合方法，在所述第一无人机执行机动行为决策策略，所述第二无人机执行行为决策策略时，所述第一无人机的支付值由公式(1)所示的支付函数计算可得：其中，为由预设的态势优势函数计算所述第一无人机执行机动行为决策策略所述第二无人机执行行为决策策略后，所述第一无人机对所述第二无人机的态势优势值；为预设的证据理论融合算子；pB为由预设的方法计算的所述第二无人机...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗贺，马滢滢，王国强，胡笑旋，雷星，朱默宁，王菊，张鹏，李晓多，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34