【技术实现步骤摘要】
无人机编队协同目标分配的矩阵博弈方法及系统
本申请涉及安保领域，具体涉及一种无人机编队协同目标分配的矩阵博弈方法及系统。
技术介绍
无人机能够在多种环境下自主的完成给定任务，有效降低人力成本。相较于有人机，无人机具有无人员伤亡、机动性强、重量较轻、成本较低等特点，已经成为现代空战武器装备的重要成员之一。由于单个无人机所携带武器和传感器数量及性能有限，其执行空战任务的能力受到相应的限制，而多个无人机进行有效协同可以更好的完成空战任务，因此，多无人机超视距协同空战决策技术已受到了越来越多的关注。针对多无人机超视距协同空战决策问题，目前大多研究的是多无人机协同目标分配问题，类似于多机协同目标分配问题，即在满足约束的前提下，最有效的为每个飞机分配所要对抗的目标。现有技术中，多无人机协同目标分配是在双方无人机位置已知的前提下进行的。双方无人机的位置是影响无人机对目标优势的关键因素，进而会对协同目标分配的效果产生巨大的影响，因此，在协同目标分配之前决策一个有效的无人机占位策略可以进一步提高多无人机协同目标分配取得的期望优势值。而现有技术中并没有考虑无人机的占位对目标分配的影响。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本申请提供了一种无人机编队协同目标分配的矩阵博弈方法及系统，解决了现有技术中没有考虑无人机的占位对目标分配影响的技术问题。(二)技术方案为实现以上目的，本申请通过以下技术方案予以实现：第一方面，本申请实施例提供了一种无人机编队协同目标分配的矩阵博弈方法，包括：基于第一无人机编队中无人机的数量和第一无人机编队的占位区域，确定第一无人机编队的多个第...
【技术保护点】
1.一种无人机编队协同目标分配的矩阵博弈方法，其特征在于，包括：基于第一无人机编队中无人机的数量和第一无人机编队的占位区域，确定第一无人机编队的多个第一占位策略；基于第二无人机编队中无人机的数量和第二无人机编队的占位区域，确定第二无人机编队的多个第二占位策略；基于第一无人机编队的第一占位策略、第二无人机编队的第二占位策略、第一无人机编队的无人机数量和第二无人机编队的无人机数量，确定第一无人机编队的多个目标分配策略和第二无人机编队的多个目标分配策略；将第一无人机编队作为矩阵博弈的第一参与人，将第二无人机编队作为矩阵博弈的第二参与人；确定矩阵博弈中第一无人机编队的第一博弈策略集、第二无人机编队的第二博弈策略集，其中，第一博弈策略集包括所有的第一博弈策略，第二博弈策略集包括所有的第二博弈策略；第一博弈策略与第一占位策略一一对应，第二博弈策略与第二占位策略一一对应；基于多个第一博弈策略和多个第二博弈策略，确定多个博弈策略对；其中,每个博弈策略对包括一个第一博弈策略和一个第二博弈策略；针对每个博弈策略对，基于该博弈策略对中的第一博弈策略和第二博弈策略，确定该博弈策略对对应的第一无人机编队的最优目...
【技术特征摘要】
1.一种无人机编队协同目标分配的矩阵博弈方法，其特征在于，包括：基于第一无人机编队中无人机的数量和第一无人机编队的占位区域，确定第一无人机编队的多个第一占位策略；基于第二无人机编队中无人机的数量和第二无人机编队的占位区域，确定第二无人机编队的多个第二占位策略；基于第一无人机编队的第一占位策略、第二无人机编队的第二占位策略、第一无人机编队的无人机数量和第二无人机编队的无人机数量，确定第一无人机编队的多个目标分配策略和第二无人机编队的多个目标分配策略；将第一无人机编队作为矩阵博弈的第一参与人，将第二无人机编队作为矩阵博弈的第二参与人；确定矩阵博弈中第一无人机编队的第一博弈策略集、第二无人机编队的第二博弈策略集，其中，第一博弈策略集包括所有的第一博弈策略，第二博弈策略集包括所有的第二博弈策略；第一博弈策略与第一占位策略一一对应，第二博弈策略与第二占位策略一一对应；基于多个第一博弈策略和多个第二博弈策略，确定多个博弈策略对；其中,每个博弈策略对包括一个第一博弈策略和一个第二博弈策略；针对每个博弈策略对，基于该博弈策略对中的第一博弈策略和第二博弈策略，确定该博弈策略对对应的第一无人机编队的最优目标分配策略以及相应的最大期望优势值和第二无人机编队的最优目标分配策略以及相应的最大期望优势值，并基于第一无人机编队的最大期望优势值和第二无人机编队的最大期望优势值，确定该矩阵博弈的博弈策略对对应的第一无人机编队的支付值；基于所有博弈策略对对应的第一无人机编队的支付值，生成矩阵博弈的博弈矩阵；从算法库中选择一种纳什均衡求解算法并计算得到第一无人机编队对应的第一均衡混合策略和第二无人机编队对应的第二均衡混合策略；其中，所述第一均衡混合策略包括所述第一无人机编队执行每个第一博弈策略的概率，所述第二均衡混合策略包括所述第二无人机编队执行每个第二博弈策略的概率；基于所述矩阵博弈的第一均衡混合策略和第二均衡混合策略，按照第一无人机编队执行每个第一博弈策略的概率，从多个第一博弈策略中选取第一无人机编队执行的博弈策略，按照第二无人机编队执行每个第二博弈策略的概率，从多个第二博弈策略中选取第二无人机编队执行的博弈策略；基于第一无人机编队执行的博弈策略、第二无人机编队执行的博弈策略，确定第一无人机编队的最优目标分配策略。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于第一无人机编队中无人机的数量和第一无人机编队的占位区域，确定第一无人机编队的多个第一占位策略，基于第二无人机编队中无人机的数量和第二无人机编队的占位区域，确定第二无人机队的多个第二占位策略，包括：获取第一无人机编队中的无人机的数量和第一无人机编队的占位区域；将所述第一无人机编队的占位区域分割为多个第一子区域；基于第一无人机编队中无人机的数量和所述多个第一子区域，确定第一无人机编队的多个第一占位策略；其中所述第一占位策略包括第一无人机编队中的每个无人机所占据的第一子区域；获取第二无人机编队中无人机的数量和第二无人机编队的占位区域；将所述第二无人机编队的占位区域分割为多个第二子区域；基于第二无人机编队中无人机的数量和所述多个第二子区域，确定第二无人机编队的多个第二占位策略；其中所述第二占位策略包括第二无人机编队中的每个无人机所占据的第二子区域。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于第一无人机编队的第一占位策略、第二无人机编队的第二占位策略、第一无人机编队的无人机数量和第二无人机编队的无人机数量，确定第一无人机编队的多个目标分配策略和第二无人机编队的多个目标分配策略，包括：获取第一无人机编队中的无人机数量和第一无人机编队的第一占位策略、获取第二无人机编队中的无人机数量和第二无人机编队的第二占位策略；基于第一无人机编队中的无人机数量和第一占位策略、第二无人机编队中的无人机数量和第二占位策略，确定第一无人机编队的多个目标分配策略；其中所述第一无人机编队的目标分配策略包括第一无人机编队中的每个无人机所对抗的第二无人机编队中的无人机；基于第一无人机编队中的无人机数量和第一占位策略、第二无人机编队中的无人机数量和第二占位策略，确定第二无人机编队的多个目标分配策略；其中所述第二无人机编队的目标分配策略包括第二无人机编队中的每个无人机所对抗的第一无人机编队中的无人机。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于矩阵博弈中博弈策略对下第一无人机编队的最大期望优势值和第二无人机编队的最大期望优势值，确定该博弈策略对对应的第一无人机编队的支付值，包括：在博弈策略对(sR,sB)下，第一无人机编队的支付值由公式(1)计算可得：其中，为第一无人机编队的最大期望优势值，为第二无人机编队的最大期望优势值，u(sR,sB)为该博弈策略对对应的第一无人机编队的支付值；第二无人机编队在(sR,sB)下的支付值为-u(sR,sB)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于博弈策略对中的第一博弈策略和第二博弈策略，确定该博弈策略对对应的第一无人机编队的最大期望优势值，包括：建立第一无人机编队的目标分配模型，如公式(2)-(6)：若满足则对于r≠i，ar,j＝0(5)其中，(sR,sB)表示博弈策略对，sR表示第一博弈策略，sB表示第二博弈策略；R表示第一无人机编队，B表示第二无人机编队；M表示第一无人机编队的无人机集合，i表示M中的第i个无人机，N表示第二无人机编队的无人机集合，j表示N中的第j个无人机；pi,jR表示无人机i相对于无人机j的优势值；公式(2)表示第一无人机编队目标分配模型的目标函数；公式(3)表示第一无人机编队中的每个无人机i只能对抗第二无人机编队中的一个无人机；公式(4)表示对抗无人机j的第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗贺，马滢滢，胡笑旋，王国强，雷星，夏维，靳鹏，马华伟，张鹏，王菊，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34
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