[发明专利]一种针对有人无人机协同对地作战的任务规划方法

说明书

本发明公开了一种针对有人无人机协同对地作战的任务规划方法，涉及无人机任务规划领域，本发明包括以下步骤：S1、战场环境建模：采用数字地图信息融合原理将作战空间原始地形地貌和威胁信息融合成综合地形信息；S2、获取有人机数、无人机数和目标数量：设对地打击编队包括有1架有人机和m架无人机(v₁,v₂,…,v_m)，共发现n个的需要打击的目标(t₁,t₂,…,t_n)；建立任务分配目标函数：目标函数的建立综合考虑三个方面的因素，包括目标的打击价值、前往目标的航迹代价和巡航过程中受到的威胁代价。采用A*算法进行平面规划和高度规划两部分进行求解，能够为有人/无人机协同对地作战提供符合要求的任务规划方案。

技术领域

本发明涉及无人机任务规划技术领域，具体为一种针对有人无人机协同对地作战的任务规划方法。

背景技术

相对有人机，无人机在成本、便利性、机动性、适应性等方面具有明显优势，也受到了多国军方的青睐。多机协同作战各架战机在机载武器装备和战术方面优势互补，相互配合，可达成“1+12”的效能。近年来，我国关于多无人机协同编队的进行了较多的理论研究，但受限于当前无人机和作战系统的智能化发展程度，硬件能力尚未跟上理论的高度，短时间内实现“纯无人机”之间相互配合完全自主作战尚不太实际，还需由人为操控，对作战过程进行控制和监督以保证任务完成和使用安全。因此，当前仍需要优先发展有人/无人机协同。

有人/无人机协同作战包括许多关键技术，包括有人机/无人机协同控制技术、态势感知与评估技术、协同任务规划技术、编队飞行与跟踪控制技术、战场智能决策技术和目标打击效能评估技术等。众多环节配合密切，才能获得理想的作战效果。这其中任务规划技术作为有人/无人机协同作战技术的中心和重要环节，在很大程度上决定了作战的取胜几率。

目前有关有人/无人机任务规划的研究较少，且目前公开的研究中多是对二维平面的研究。本发明针对三维场景中有人/无人机协同打击任务规划进行研究，且针对有人/无人机协同的有限集中分布式控制模式。具体场景的描述如下：设定在对地打击任务开始前，有人机获取到侦察、探测无人机传回的一些必要的信息,包括战场威胁、环境、空域、敌方目标数量等信息，有人机为每架无人机分配需要打击的目标，期间对无人机执行任务的过程进行监督，每架无人机均有其固有特性(如飞行性能、机动性能等)、并配备机载计算机、有效载荷、传感器、数据链等设备，且每架飞机上机载设备内嵌的关于环境和其他飞机的有限知识。目标列表给定，无人机需在特定约束条件下(飞行、燃料等限制) 去执行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对有人无人机协同对地作战的任务规划方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种针对有人无人机协同对地作战的任务规划方法，包括以下步骤：

S1、战场环境建模：采用数字地图信息融合原理将作战空间原始地形地貌和威胁信息融合成综合地形信息；

S2、获取有人机数、无人机数和目标数量：设对地打击编队包括有1架有人机和m架无人机(v₁,v₂,…,v_m)，共发现n个的需要打击的目标(t₁,t₂,…,t_n)；

S3、建立任务分配目标函数：目标函数的建立综合考虑三个方面的因素，包括目标的打击价值、前往目标的航迹代价和巡航过程中受到的威胁代价；

①打击价值：目标打击价值反映了目标的重要程度，无人机优先打击价值大的目标，用V(t_j)表示目标t_j的打击价值；