一种受保护目标参与协同的集群自组织防御方法技术

本发明专利技术涉及一种受保护目标参与协同的自组织防御方法，考虑防御集群与受保护目标的双向协同，其中防御集群基于改进的社会力模型实现对受保护目标的自组织防御，包含群内交互项，群间对抗项和目标保卫项三种作用力。同时保卫目标基于改进的动态贝叶斯网络实现态势感知，进而选择相应的策略以平衡躲避攻击和到达终点这两个需求。其中威胁等级分为低中高三级，三种威胁等级对应的策略也反应了受保护目标参与协同防御的程度。通过防御集群自组织防御和受保护目标协同防御的配合，最终可以实现高效防御。高效防御。高效防御。

【技术实现步骤摘要】
一种受保护目标参与协同的集群自组织防御方法


[0001]本专利技术属于集群智能
，涉及一种受保护目标参与协同的集群自组织防御方法，尤其涉及一种利用受保护目标态势感知来参与集群协同防御的自组织控制方法。

技术介绍

[0002]集群运动是群体中个体基于其行为规则，在群体层面上产生的自发性涌现行为。如鱼群涡旋，鸟群盘桓，蜂群“飞舞”。这些组成群体的个体能力有限，但是其基于简单的个体行为规则却能表现出复杂高效，智能有序的自组织涌现行为。通过对生物行为的观察统计和总结分析，研究者们提出了各种经典的理论模型，如社会力模型，Vicsek模型，Couzin模型等。提出的集群理论也在逐渐的应用于实际场景之中，如在无人机集群上的运用，单个无人机的能力有限，无法执行复杂高难度的任务场景，而无人机集群可以很好的弥补这一劣势。故而利用集群技术去解决繁复庞杂的任务成为一个新的选择。
[0003]集群技术在无人系统的广泛应用也带来了一个不可规避的问题，即无人集群对高价值目标的袭扰。由于来袭集群的攻击策略和攻击规模完全未知，无法预先设计专门的应对策略，故而如何对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种受保护目标参与协同的集群自组织防御方法，其特征在于构建双向协同防御模型，即防御集群自组织防御方法和受保护目标协同防御方法进行防御；所述防御集群自组织防御方法：防御集群由N
D
个防御者D
i
组成，其位置和速度为x
i
和v
i
(i＝1,2,
…
,N
D
)，运动学方程为：其中u
i
表示防御个体D
i
的合力，由三项作用力构成：的合力，由三项作用力构成：为群内交互项，通过群内交互项完成群内聚集；为群间对抗项，防御集群内个体之间进行交互以实现群内聚集和避碰，通过群间对抗项对入侵集群进行阻击；为目标保卫项，通过目标保护项对受保卫目标进行防御保护；所述受保护目标协同防御方法进行防御步骤如下：步骤1：受保卫目标感知有无攻击者存在，若不存在则直接评估为低威胁，直接趋向终点；若存在攻击者则进行步骤2，进入威胁等级评估过程；步骤2：将防御者数量与攻击者数量优势n
sup
，最近入侵者距离d
attack
和最近入侵者航向角偏差β
attack
三项输入目标态势感知动态贝叶斯网络结构；步骤3：将条件概率表和先验概率输入目标态势感知动态贝叶斯网络结构，得到后验概率；步骤4：贝叶斯网络输出的后验概率向量，对应着三种威胁等级的发生概率，选择概率最高的威胁等级作为当前时刻的威胁等级，并将该时刻算得的后验概率保存作为下一时刻的先验概率；步骤5、选择对应策略进行协同防御：当威胁等级为低时，依靠防御集群能很好保卫目标，目标保持原有行进方向趋向期望终点，其数学表述形式如下所示：其中v
p
和x
p
分别表示受保护目标的速度和位置，x
goal
表示为受保护目标的期望终点；当威胁等级为中时，目标主动趋向防御集群中心x
c
以获取保护，其数学表述形式如下所示：当威胁等级为高时，此时目标极度危险，需要直接逃离攻击者，其数学表述形式如下所示：
其中T
p
...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭星光，邹秉运，宋保维，潘光，李乐，张福斌，高剑，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：