【技术实现步骤摘要】
一种基于拓扑和联盟的UUV集群搜索攻击决策方法
[0001]本专利技术涉及搜索攻击决策技术，具体采用集群智能、联盟机制、任务决策等机理，其作用在分布式决策领域，研究解决UUV集群任务决策的自主性、智能性等问题。
技术介绍
[0002]传统的UUV任务决策主要基于单个个体，但是随着UUV集群规模的扩增以及复杂任务对协同性需求的提高，传统方法对于UUV集群决策具有一定的局限性，首先是缺乏有效的集群协同决策模型，其次在UUV数量和目标数量扩展时求解算法效率不高。
[0003]为了克服传统方法的非协同性和弱扩展性，多智能体技术开始被应用于任务决策领域。多智能体系统由多个自主的、相互作用的智能体组成，它们具有同质或者异质的任务目标和传感器信息，智能体之间通过简单的信息交互，能够感知环境并制定决策方案，选择合适的智能体执行任务，从而实现智能决策。作为多智能体系统中一种基本的协作方式，联盟组建可以准确完整地描述集群网络中智能体之间的交互关系，根据组建规则结合多个智能体共同完成任务，在较短的时间内使集群执行任务的性能最大化，进而提高...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于拓扑和联盟的UUV集群搜索攻击决策方法，其特征在于步骤如下：步骤1：初始化任务场景并设置相关参数，包括设置UUV集群初始参数、设置目标初始参数、设置采样时间间隔和任务决策矩阵、设置UUV集群通信拓扑结构；步骤2：UUV集群自初始时刻开始沿预设航线航行，同时开启声呐进行目标搜索；第i个UUV在当前时刻与第j个目标的相对距离记为d
ij
，当d
ij
＜r
search
时，说明UUV在搜索范围内发现目标，则可以获取到目标的位置L
j
、价值Value
j
、资源R
j
；如果UUV未发现目标，则按照当前方向继续航行；步骤3：第一个发现目标的UUV作为联盟发起者，将目标信息和攻击任务所需资源通过报文的形式广播给邻居UUV，请求联盟组建，并从搜索状态转换为等待状态；将UUVi发现目标j时请求组建的联盟记为该联盟的请求组建报文包含目标的序号j、位置L
j
，以及攻击该目标所需的资源R
j
；步骤4：基于UUV集群的通信拓扑，与联盟发起者能够通信的邻居UUV作为联盟响应者，收到联盟请求信息后，计算自身执行攻击任务可能产生的局部收益值，并向联盟发起者发送响应联盟报文，同时从搜索状态转换为等待状态，等待联盟发起者的下一步请求；UUV的响应联盟报文包含自身资源和攻击目标可能产生的局部收益；UUV的局部收益函数包括任务报酬函数和任务代价函数；以第i个UUV对第j个目标执行攻击任务为例，任务报酬函数包括执行任务获得的奖励和产生的成本；任务奖励计算如式(2)所示：f
benefit
(ij)＝Value
j
•
P
th_U
(ij)
•
a
ij
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)任务成本计算如式(3)所示：f
cost
(ij)＝Value
i
·
P
th_T
(ji)
·
a
ij
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)任务报酬函数为任务奖励和任务成本的加权运算，计算如式(4)所示：其中，w1和w2表示加权系数，其取值与决策者的偏好有关；任务代价函数为UUV执行攻击任务时消耗的时间，和当前时刻UUV与目标之间的dubins距离、UUV的运动速度有关，计算如式(5)所示：UUV在执行攻击任务时产生的局部收益值计算如式(6)所示：在同一联盟C中所有UUV的局部收益之和，即为当前时刻对第j个目标执行攻击任务时的全局收益，表示为：v(j)＝∑
i∈C
v(ij)；步骤5：联盟发起者根据联盟响应信息，按序排列所有联盟响应者的局部收益值，选择局部收益最高且满足任务资源的UUV组建联盟，并向这些UUV发送组建成功的信息；此时联盟中包含的UUV个体数量应最少，同时资源不应小于对应目标的攻击任务需求资源，即
而且对目标T
j
执行攻击任务产生的全局收益应满足步骤6：联盟响应者收到联盟组建成功的信息后，放弃当前任务，调整航向角，共同向目标方向航行，在距离目标r
attack
时执行攻击任务；任务执行结束后目标消失，对应任务的状态从分配状态转换为完成状态；UUV解散联盟，由攻击状态转换为搜索状态，根据当前时刻的航向角继续航行，重新搜索目标；未收到组建...
【专利技术属性】
技术研发人员：高剑，王昭，陈依民，彭星光，张福斌，张立川，潘光，宋保维，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。