多源异类传感器的协同规划调度方法技术

本发明专利技术公开了多源异类传感器的协同规划调度方法,包括处于多源异类传感器进行协同任务规划及最优调度时的被追踪目标采集目标移动的跟踪区域范围并上传至综合感应与控制平台的可调度传感器资源管理单元；在可调度传感器资源管理单元中计算满足传感器分配方案和空中无人机飞行路线的由多源异类传感器所上传的历史区域环境状态和既定任务规划；利用满足传感器分配方案和空中无人机飞行路线的既定任务规划对被追踪目标的环境威胁进行评估，并将被追踪目标采集的跟踪区域范围以及搜索区域数据上传至可调度传感器资源管理单元。本发明专利技术能够保证了传感器的工作效率，避免了传感器资源的浪费，提高了传感器资源分配的均衡性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
多源异类传感器的协同规划调度方法


[0001]本专利技术涉及多源异类传感器的调度领域,尤其涉及多源异类传感器的协同规划调度方法。

技术介绍

[0002]传统的人为控制多源异类传感器系统工作的方式需要利用传感器管理技术，自动/半自动地配置和调度多源异类传感器资源。多源异类传感器调度作为传感器管理技术的重要研究分支，能够在时间和空间上实时规划传感器资源完成所分配的任务，对信息决策具有重要的指导意义。
[0003]对空中无人机的多源异类传感器进行协同任务规划及最优调度，需要对难以掌握的移动目标进行不同程度的查证。对空中无人机等多源异类传感器进行协同任务规划及最优调度包括以下内容：1）明确任务，包括任务类型、任务区域、完成时间等；2）区域状态分析，包括环境威胁、目标威胁、效能评估、态势预测；3）任务规划；根据既定任务设定约束条件并结合评估数据，计算多源异类传感器以最小的代价完成最大收益的分配方案和空中无人机飞行路线，但目前现有的技术方案中，并未形成统一的传感器协调调度方案，这就导致了在进行目标追踪时出现传感器资源分配不均衡以及工作效率低下的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有的移动目标追踪任务控制技术需通过目标追踪丢失情况来判断障碍规避线路Sr，因而增大了移动目标的安全性风险并且对搜索系统相关元件的使用寿命和经济性造成不利影响，同时搜索效果过于依赖于目标识别率传感器等传感装置的精确度的缺陷，提出多源异类传感器的协同规划调度方法。
[0005]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
[0006]本专利技术提供了多源异类传感器的协同规划调度方法，该方法包括：
[0007]处于多源异类传感器进行协同任务规划及最优调度时的被追踪目标采集目标移动的跟踪区域范围Kx并将获取的所述跟踪区域范围Kx上传至综合感应与控制平台，其中，所述综合感应与控制平台中包括所述目标移动的可调度传感器资源管理单元，所述可调度传感器资源管理单元中保存有多源异类传感器在所述目标移动上执行追踪任务时上传的历史区域环境状态V和既定任务规划D；
[0008]在所述可调度传感器资源管理单元中计算满足传感器分配方案和空中无人机飞行路线的由多源异类传感器所上传的所述历史区域环境状态V和所述既定任务规划D，其中所述传感器分配方案和空中无人机飞行路线被定义为所述历史区域环境状态V所显示的障碍规避线路Sry和所述跟踪区域范围Kx反映的障碍规避线路Sri相同，并且所述历史区域环境状态V的环境影响因素满足预先设置的障碍规避线路Sra调整范围Rc；
[0009]利用满足所述传感器分配方案和空中无人机飞行路线的所述既定任务规划D对所述被追踪目标的环境威胁进行建立模型评估，并且将所述被追踪目标采集的所述跟踪区域
范围Kx以及搜索区域数据Hg上传至所述可调度传感器资源管理单元。
[0010]根据本专利技术的一种实施方式，所述可调度传感器资源管理单元还保存有基于预先设置的传感器资源变化规律无迹卡尔曼滤波算法模型从所述历史区域环境状态V中追踪的传感器资源变化规律Nc，所述传感器资源变化规律Nc包括传感器跟踪时间Tu和传感器效能评估数据Qw及传感器的调度效率Pm。
[0011]所述传感器资源变化规律无迹卡尔曼滤波算法模型，表达式为：
[0012][0013]其中，表示历史区域环境状态种类分布系数。
[0014]根据本专利技术的一种实施方式，计算满足所述传感器分配方案和空中无人机飞行路线的所述历史区域环境状态V和所述既定任务规划D的步骤包括：
[0015]利用所述传感器资源变化规律无迹卡尔曼滤波算法模型识别所述跟踪区域范围Kx所包含的传感器资源变化规律Nc；
[0016]利用所述传感器资源变化规律Nc的比对以及环境影响因素，在所述可调度传感器资源管理单元中计算满足所述传感器分配方案和空中无人机飞行路线的所述历史区域环境状态V和所述既定任务规划D。
[0017]根据本专利技术的一种实施方式，所述方法还包括形成所述可调度传感器资源管理单元的步骤，形成所述可调度传感器资源管理单元的步骤包括：
[0018]利用所述传感器资源变化规律Nc，将所述可调度传感器资源管理单元中保存的所述历史区域环境状态V分为不同区域环境安全等级；并且，
[0019]计算满足所述传感器分配方案和空中无人机飞行路线的所述历史区域环境状态V和所述既定任务规划D的步骤还包括：
[0020]利用所述跟踪区域范围Kx所包含的传感器资源变化规律Nc确定其所属的区域安全等级范围；
[0021]在所述可调度传感器资源管理单元中计算与所述跟踪区域范围Kx的区域安全等级范围相同且环境影响因素不超过所述障碍规避线路Sr调整范围Rc的所述历史区域环境状态V和所述既定任务规划D。
[0022]根据本专利技术的一种实施方式，所述不同区域环境安全等级涉及不同追踪环境下的设定传感器额定追踪目标的障碍规避线路Sr。
[0023]根据本专利技术的一种实施方式，所述不同区域环境安全等级涉及不同追踪环境下的目标移动速度或目标追踪区域面积。
[0024]根据本专利技术的一种实施方式，所述既定任务规划D包括预估追踪目标的数量。
[0025]根据本专利技术的一种实施方式，所述既定任务规划D还包括多源异类传感器的工作模式、追踪模型的建立、追踪时的边界条件设定以及目标识别率。
[0026]根据本专利技术的一种实施方式，所述方法还包括：
[0027]当在所述可调度传感器资源管理单元中未能计算到满足所述传感器分配方案和空中无人机飞行路线的所述历史区域环境状态V和所述既定任务规划D，则启动智能搜索管理模式评估所述被追踪目标的环境威胁，同时仍将所述被追踪目标采集的所述跟踪区域范
围Kx以及搜索区域数据Hg上传至所述可调度传感器资源管理单元。
[0028]根据本专利技术的一种实施方式，所述方法还包括：
[0029]计算所述被追踪目标的目标识别率，并根据所述目标识别率判断所述被追踪目标是否出现目标追踪丢失情况，当出现目标追踪丢失情况则启动智能搜索管理模式评估所述被追踪目标的环境威胁。
[0030]根据本专利技术的一种实施方式，在远程北斗云控制中心上建立所述可调度传感器资源管理单元，并由所述远程北斗云控制中心执行计算满足所述传感器分配方案和空中无人机飞行路线的所述历史区域环境状态V和所述既定任务规划D的步骤，然后将满足所述传感器分配方案和空中无人机飞行路线的所述既定任务规划D发送至所述被追踪目标的搜索管理系统，从而由所述搜索管理系统对所述环境威胁建立模型进行评估。
[0031]所述被追踪目标的环境威胁建立模型进行评估，表达式为：
[0032][0033]其中，J
D
表示环境威胁安全指标，S表示环境可控制系数，i表示多源异类传感器的可调配数，d表示多源异类传感器的总数，表示既定任务规划的可完成度，σ、λ、ξ表示不同情况下障碍规避线路的影响因子。
[0034]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多源异类传感器的协同规划调度方法，其特征在于，包括以下步骤：在多源异类传感器进行协同任务规划及最优调度时的被追踪目标采集目标移动的跟踪区域范围Kx，并将获取的所述跟踪区域范围Kx上传至综合感应与控制平台；所述综合感应与控制平台中包括所述目标移动的可调度传感器资源管理单元，所述可调度传感器资源管理单元中保存有多源异类传感器在所述目标移动上执行追踪任务时上传的历史区域环境状态V和既定任务规划D；在所述可调度传感器资源管理单元中计算满足传感器分配方案和空中无人机飞行路线的由多源异类传感器所上传的所述历史区域环境状态V和所述既定任务规划D，其中所述传感器分配方案和空中无人机飞行路线被定义为所述历史区域环境状态V所显示的障碍规避线路Sry和所述跟踪区域范围Kx反映的障碍规避线路Sri相同，并且所述历史区域环境状态V的环境影响因素满足预先设置的障碍规避线路Sra调整范围Rc；利用满足所述传感器分配方案和空中无人机飞行路线的所述既定任务规划D对所述被追踪目标的环境威胁建立模型进行评估，并且将所述被追踪目标采集的所述跟踪区域范围Kx以及搜索区域数据Hg上传至所述可调度传感器资源管理单元；所述被追踪目标的环境威胁建立模型进行评估，表达式为：其中，J
D
表示环境威胁安全指标，S表示环境可控制系数，i表示多源异类传感器的可调配数，d表示多源异类传感器的总数，表示既定任务规划的可完成度，σ、λ、ξ表示不同情况下障碍规避线路的影响因子。2.如权利要求1所述的多源异类传感器的协同规划调度方法，其特征在于，所述可调度传感器资源管理单元还保存有基于预先设置的传感器资源变化规律无迹卡尔曼滤波算法模型从所述历史区域环境状态V中追踪的传感器资源变化规律Nc，所述传感器资源变化规律Nc包括传感器跟踪时间Tu和传感器效能评估数据Qw及传感器的调度效率Pm；所述传感器资源变化规律无迹卡尔曼滤波算法模型，表达式为：其中，表示历史区域环境状态种类分布系数。3.如权利要求2所述的多源异类传感器的协同规划调度方法，其特征在于，计算满足所述传感器分配方案和空中无人机飞行路线的所述历史区域环境状态V和所述既定任务规划D的步骤包括：利用所述传感器资源变化规律无迹卡尔曼滤波算法模型识别所述跟踪区域范围Kx所包含的传感器资源变化规律Nc；利用所述传感器资源变化规律Nc的比对以及环境影响因素，在所述可调度传感器资源管理单元中计算满足所述传感器分配方案和空中无人机飞行路线的所述历史区域环境状态V和所述既定任务规划D。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇梓峰，朱良彬，陈宇，靳锴，王雅涵，朱永强，杨建永，张泽勇，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：