一种无数据链条件下多飞行器目标协同攻击方法技术

本发明专利技术公开了一种无数据链条件下多飞行器目标协同攻击方法，属于多飞行器协同作战技术领域；通过构造实物特征点表征群目标中各目标的位置基准，各攻击飞行器据其识别相同的目标并建立直角坐标系获得每个目标唯一的位置描述，进而实现多飞行器多目标分配；各攻击飞行器以编号为优先级，一个扇形区域包含多个目标时，根据目标与原点的欧氏距离和目标与扇形区域中心线的角度，决定目标分配情况；布撒器的定位装填完成实物特征点的构建和首轮攻击，攻击装填完成后继攻击，各攻击飞行器在无数据链通信条件下按照规划好的策略和信息进行攻击，避免了传统分配攻击策略中对通信条件以及主攻击飞行器的依赖。主攻击飞行器的依赖。主攻击飞行器的依赖。

【技术实现步骤摘要】
一种无数据链条件下多飞行器目标协同攻击方法


[0001]本专利技术涉及多飞行器协同作战
，尤其涉及一种无数据链条件下多飞行器目标协同攻击方法。

技术介绍

[0002]目前，国内外对多飞行器协同攻击方式的研究，主要集中在多飞行器协同攻击同一目标。研究内容主要有协同制导律包括时间协同制导律、角度协同制导律、时间/角度协同制导律等；协同算法包括将各飞行器计算的目标位置配准到同一时间、同一坐标系的数据配准；确保各飞行器检测到的目标为同一个目标的数据关联和将各飞行器的计算结果融合为目标的准确位置数据融合。
[0003]多飞行器协同攻击多目标研究的不多，可以查到的仅为俄罗斯P
‑
700“花岗岩”导飞行器，其采用高、低两种飞行器道模式，具有自主编队攻击和目标选择与分配能力。它采用高轨道领飞行器+低轨道从飞行器的方式，领飞行器与从飞行器之间使用数据链通信。在齐射的导飞行器飞行到末段时，领飞行器被预编在较高飞行器道飞行，最早发现目标信息，通过数据链将数据传给低飞行器道的从飞行器，并实时更新数据和目标分配。从飞行器超音速掠海飞行，各自锁定目标后实施攻击。如果领飞行器被中途拦截，从飞行器中会选出一个升高，实现依次递补。
[0004]这种技术方案存在以下几个缺陷：1、在电磁环境较为复杂的战场环境下，领飞行器与从飞行器之间的通信受到极大的干扰，很可能在大多数时间内都无法正常通信，这就很难保证任务执行的可靠性；2、由于作战双方电磁对抗的存在，领飞行器与从飞行器之间的数据通信存在被破译、篡改的可能，造成各攻击飞行器被敌方控制，导致无效攻击或自毁；3、由于领飞行器在任务执行过程中处于关键地位，一旦出现故障将导致任务失败，因此必须配备多个领飞行器的备份，或在预留一定数量的从飞行器作为备用领飞行器，这不仅造成了成本的提高，而且领飞行器的有效性判断、领飞行器的切换等机制将大大提高任务执行过程中的复杂度，增大了任务失效的可能。
[0005]为了弥补领飞行器从飞行器+数据链模式的不足，需要解决基于无数据链条件下多飞行器协同攻击多个目标的控制策略。基于随机选择目标的协同方案由每个攻击飞行器独立随机选择一个目标进行攻击，但由于各飞行器视场的不同，这种随机选择方式必然导致多飞行器对同一目标的重复选择，降低作战效能。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种能够在无数据链通信条件下，完成群目标的有效区分和精准分配，提高攻击飞行器打击的效率的基于实物特征点的多飞行器多目标协同攻击方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种无数据链条件下多飞行器目标协同攻击方法，通过提取实物特征点表征群目
标中各目标的位置基准，各攻击飞行器根据所述位置基准确定包含相同的目标集合S1的目标区域，之后完成目标区域内群目标的分配与攻击，具体包括以下步骤：步骤一、在群目标所在区域的外围，释放多个人工信标，提取群目标所在区域的位置结构特征；步骤二、各攻击飞行器通过图像检测手段识别到人工信标后，对人工信标的位置信息进行统计运算，得到实物特征点；各攻击飞行器根据所述实物特征点确定的目标区域包含相同的目标集合S1；步骤三、各攻击飞行器在无数据链通信条件下，各自根据自身识别的目标集合S1计算外包络椭圆的中心(x0，y0)，根据各攻击飞行器视野范围确定外包络椭圆的长轴和短轴，构建各攻击飞行器识别目标区域的外包络椭圆；以外包络椭圆的中心(x0，y0)为原点，以外包络椭圆的长轴为X轴，并根据步骤一中提取的位置结构特征，确定X轴的方向角，建立直角坐标系，获得各目标的位置信息，同一目标的位置信息在不同的攻击飞行器中唯一且相同；步骤四、各攻击飞行器以自身建立的所述直角坐标系的原点为中心，将目标区域划分为若干个相同角度大小的扇形区域，设置扇形区域与攻击飞行器的对应关系，包括一个扇形区域对应一个攻击飞行器和一个扇形区域对应多个攻击飞行器；当一个扇形区域只包含一个目标时，将该扇形区域中的目标分配给对应的攻击飞行器；当一个扇形区域包含多个目标时，各攻击飞行器根据目标与原点的欧氏距离和目标与扇形区域中心线的角度，决定目标分配情况；步骤五、各攻击飞行器根据目标分配情况，完成作战攻击。
[0008]优选地，所述步骤一中所提到的人工信标由定位飞行器释放，所述定位飞行器布置于飞机装载的布撒器上，一枚所述定位飞行器包含多个所述人工信标；所述人工信标为发光物或者具有一定形状或者颜色的物体；所述发光物的发光时间可以持续发光至攻击任务结束。
[0009]优选地，所述布撒器的装填方式包括定位装填和攻击装填；所述定位装填的布撒器中包含1枚定位飞行器和J
‑
1枚攻击飞行器；所述攻击装填的布撒器中J枚飞行器全部为攻击飞行器；其中，J表示一个布撒器中飞行器的总数，J为大于1的整数。
[0010]优选地，所述定位装填的布撒器用于首轮攻击时投放人工信标和对目标攻击，所述攻击装填的布撒器负责后继攻击。
[0011]优选地，所述步骤二中提到的对人工信标的位置信息进行统计运算，得到实物特征点，具体为：对多个所述人工信标的位置信息坐标求取均值，作为实物特征点的坐标。
[0012]优选地，所述步骤二中提到的各攻击飞行器根据所述实物特征点确定的目标区域包含相同的目标集合S1，具体为：不同的攻击飞行器根据所述位置基准调整自身的瞄准方向，不同的攻击飞行器具有相同的视野范围，瞄准同一个位置基准，并且不同的攻击飞行器均以所述位置基准为起点，按照先向下后向上的方式按行识别目标，获得相同的目标集合S1。
[0013]优选地，所述步骤三中提到的外包络椭圆的中心(x0，y0)为目标集合S1中的每个目标点(u
i
，v
i
)的平均值；其中(u
i
，v
i
)为各攻击飞行器自身的图像坐标系中各目标点i的坐标；
所述X轴的方向角为X轴与各攻击飞行器自身的图像坐标系的横轴u轴的夹角，所述X轴的方向角的确定方式如下：若实物特征点由一个人工信标决定，方向角θ，其中，i表示目标个数，i=1，
……
，k，k为正整数，表示目标总数；表示目标集合S1中的每个目标点(u
i
，v
i
)到外包络椭圆中心(x0，y0)的距离向向量；若实物特征点由2个人工信标数确定，则2个所述人工信标连线的方向角α1为X轴的方向角；若实物特征点由数量大于2个的人工信标确定，则以左右距离最远的2个人工信标连线的方向角α2为X轴的方向角。
[0014]优选地，所述步骤四中提到的扇形区域包括独占扇形和共享扇形；所述独占扇形为将目标区域划分为N个扇形区域，每个扇形区域对应N个攻击飞行器中的一个；所述共享扇形为将目标区域划分为N/2个扇形区域，每个扇形区域对应N个攻击飞行器中的两个，且两个攻击飞行器的编号为奇偶相邻的编号。
[0015]优选地，所述步骤四更进一步包括以下内容：当一个扇形区域包含多个目标时，各攻击飞行器以自身的编号为优先级，即攻击飞行器j本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无数据链条件下多飞行器目标协同攻击方法，其特征在于，通过提取实物特征点表征群目标中各目标的位置基准，各攻击飞行器根据所述位置基准确定包含相同的目标集合S1的目标区域，之后完成目标区域内群目标的分配与攻击，具体包括以下步骤：步骤一、根据群目标的位置信息，在群目标所在区域的外围，释放多个人工信标，提取群目标所在区域的位置结构特征；步骤二、各攻击飞行器通过图像检测手段识别到人工信标后，对人工信标的位置信息进行统计运算，得到实物特征点；各攻击飞行器根据所述实物特征点确定的目标区域包含相同的目标集合S1；步骤三、各攻击飞行器在无数据链通信条件下，各自根据自身识别的目标集合S1计算外包络椭圆的中心(x0，y0)，根据各攻击飞行器视野范围确定外包络椭圆的长轴和短轴，构建各攻击飞行器识别目标区域的外包络椭圆；以外包络椭圆的中心(x0，y0)为原点，以外包络椭圆的长轴为X轴，并根据步骤一中提取的位置结构特征，确定X轴的方向角，建立直角坐标系，获得各目标的位置信息，同一目标的位置信息在不同的攻击飞行器中唯一且相同；步骤四、各攻击飞行器以自身建立的所述直角坐标系的原点为中心，将目标区域划分为若干个相同角度大小的扇形区域，设置扇形区域与攻击飞行器的对应关系，包括一个扇形区域对应一个攻击飞行器和一个扇形区域对应多个攻击飞行器；当一个扇形区域只包含一个目标时，将该扇形区域中的目标分配给对应的攻击飞行器；当一个扇形区域包含多个目标时，各攻击飞行器根据目标与原点的欧氏距离和目标与扇形区域中心线的角度，决定目标分配情况；步骤五、各攻击飞行器根据目标分配情况，完成作战攻击。2.根据权利要求1所述的一种无数据链条件下多飞行器目标协同攻击方法，其特征在于，所述步骤一中所提到的人工信标由定位飞行器释放，所述定位飞行器布置于飞机装载的布撒器上，一枚所述定位飞行器包含多个所述人工信标；所述人工信标为发光物或者具有一定形状或者颜色的物体；所述发光物的发光时间可以持续发光至攻击任务结束。3.根据权利要求2所述的一种无数据链条件下多飞行器目标协同攻击方法，其特征在于，所述布撒器的装填方式包括定位装填和攻击装填；所述定位装填的布撒器中包含1枚定位飞行器和J
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1枚攻击飞行器；所述攻击装填的布撒器中J枚飞行器全部为攻击飞行器；其中，J表示一个布撒器中飞行器的总数，J为大于1的整数。4.根据权利要求3所述的一种无数据链条件下多飞行器目标协同攻击方法，其特征在于，所述定位装填的布撒器用于首轮攻击时投放人工信标和对目标攻击，所述攻击装填的布撒器负责后继攻击。5.根据权利要求1所述的一种无数据链条件下多飞行器目标协同攻击方法，其特征在于，所述步骤二中提到的对人工信标的位置信息进行统计运算，得到实物特征点，具体为：对多个所述人工信标的位置信息坐标求取均值，作为实物特征点的坐标。6.根据权利要求1所述的一种无数据链条件下多飞行器目标协同攻击方法，其特征在于，所述步骤二中提到的各攻击飞行器根据所述实物特征点确定的目标区域包含相同的目标集合S1，具体为：不同的攻击飞行器根据所述位置基准调整自身的瞄准方向，不同的攻击

【专利技术属性】
技术研发人员：刘福祥，甄洪坡，赵洁，莫波，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：