[发明专利]基于文法的舰船目标运动建模与仿真方法

权利要求书

1.一种基于文法的舰船目标运动建模与仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：构建舰船目标运动模型：构建参数化上下文无关文法的情景模型，用有限个数的文法规则，来描述舰船的运动轨迹；

S2：构建文法模型：将舰船航行中的不确定因素，包括初始状态、实体、事件、关系事件模型，用上下文无关文法表示；

S3：推演文法模型：将文法模型进行推演，首先经过推演转换规则，产生舰船情景的推演树，再将推演树中包含的情景信息进一步展开和丰富，产生派生树作为情景框架；

S4：读取和赋值：对情景框架进行读取和赋值，将情景框架中每一艘舰船目标的运动态势字串读取出来，获得情景字串，对其中各个用终止符表示的参数进行赋值。

2.根据权利要求1所述的基于文法的舰船目标运动建模与仿真方法，其特征在于，所述S1中，文法规则包括：

规则1：整个模型的建立从此语法开始，公式如下：

S-＞t(0)i₀(x)A(x)

其中，终止符t(0)为实体x的初始时间，即舰船x在海域内出现的时间；非终止符A(x)表示实体x还可以继续变化；引入了第一艘船x并且初始化此船的各项初始参数、包括初始时间t(0)和初始速度、航向、经纬度，用i₀(x)统一表示；

规则2：

A(x)-＞t_Δ(x)v_Δ(x)A(x)

其中，终止符t_Δ(x)和v_Δ(x)分别表示实体x发生改变的时刻和改变量，具体情况为：船x在t_Δ(x)时刻发生了速度改变，大小为v_Δ(x)；A(x)表示实体x还能继续改变；

规则3：

A(x)-＞t_Δ(x)d_Δ(x)A(x)

其中，终止符t_Δ(x)和d_Δ(x)分别表示实体x发生改变的时刻和改变量，具体情况为：船x在t_Δ(x)时刻发生了转向，转向角的大小为d_Δ(x)；A(x)表示实体x还能继续改变；

规则4：

A(x)-＞t_Δ(x)a_Δ(x)t_k(x)A(x)

其中，经过t_Δ(x)时间后加速度改变(默认所有模式的a＝0)，加速度改变的大小为a_Δ(x)即进入到加速度模型(CA)，且保持t_k(x)的时间；

规则5：

A(x)-＞t_Δ(x)a_Δ(x)t_k(x)B(x)

其中，经过t_Δ(x)时间后进入加速度模型，与规则4不同的是，维持时间结束后，舰船仍以当前的加速度继续维持上一时刻的状态(即仍保持匀加速状态继续航行)；

规则6：

A(x)-＞t_Δ(x)w_Δ(x)t_k(x)A(x)

其中，经过t_Δ(x)时间后引入角速度w，即转向角的改变为(θ＝w*T+θ_Δ)，进入恒定转率和速度模型，并且还要维持t_k(x)的时间；

规则7：

A(x1)-＞A(x1)+t(x1)[i₀(x2)A(x2)+i₀(x3)A(x3)+i₀(x4)A(x4)+i₀(x5)A(x5)+i₀(x6)A(x6)]

其中，船x1引入五艘新的舰船，分别用A(x2)、A(x3)、A(x4)、A(x5)、A(x6)表示这些实体还可继续变化，同时初始化这些新实体的初始属性分别用i₀(x2)、i₀(x3)、i₀(x4)、i₀(x5)、i₀(x6)表示，而A(x1)表示实体x1还可以继续变化；

规则8：

A(x1)-＞A(x1)+[i₀(x2)A(x2)+i₀(x3)A(x3)]

其中，船x1引入两艘新的舰船，分别用A(x2)、A(x3)表示这些实体还可继续变化，同时初始化这些新实体的初始属性分别用i₀(x2)、i₀(x3)表示，而A(x1)表示实体x1还可以继续变化；

规则9：

A(x1)-＞A(x1)+i₀(x2)A(x2)

其中，船x1引入1艘新的舰船实体，用A(x2)表示这个新实体还可继续变化，同时初始化这个实体的初始属性用i₀(x2)来表示，新舰船A(x2)的初始时间为A(x1)的初始时间，而A(x1)表示实体x1也还可以继续变化；

规则10：

A(x)-＞ε

其中，此规则意为实体x结束变化，非终止符变为终止符；

规则11：

B(x)-＞*A(x)

其中，此规则意为维持时间结束后,找到参照的运动模式；当上一规则结束后,按照上一时刻的运动模型继续运动,直到下一次规则选取的到来；若没有选择规则11,则按照上一时刻的角度和速度进行匀速直线运动。