面向現代防禦系統的多無人機協同最佳化與決策

《面向現代防禦系統的多無人機協同最佳化與決策》是依託北京理工大學，由彭志紅擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：面向現代防禦系統的多無人機協同最佳化與決策
• 依託單位：北京理工大學
• 項目負責人：彭志紅
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

本項目採用博弈論和智慧型最佳化與決策的方法，針對擁有現代防禦系統的對抗敵方，充分考慮敵方的隱蔽、隱身、欺騙、干擾和破壞等能力，在複雜的作戰環境和戰場態勢下，進行多無人機協同的最佳化與決策研究。首先，針對問題背景，建立協同控制體系結構，將實際問題抽象成相應數學模型，建立諸如威脅空間模型、戰場態勢估計模型、約束模型、博弈模型、任務分配模型以及航跡規劃模型等；其次，採用不完全信息動態博弈方法進行對抗決策；再次，為實現智慧型決策下的多無人機實時協同，將智慧型最佳化與合作博弈相結合，實現任務分配和航跡規劃；在此基礎上，再運用滾動時域策略來實現任務分配與航跡規劃的滾動最佳化，以提高最佳化解的質量，減少計算時間；最後，通過仿真驗證為主、實物驗證為輔，來驗證多無人機協同對抗決策與線上任務規劃技術。本項目研究更貼近軍事實際，將為信息化戰場下的多無人機協同提供理論指導。

結題摘要

多無人機協同作戰將是未來信息化、網路化戰場上的重要模式，為了充分發揮多無人機系統的整體作戰效能，項目針對擁有現代防禦系統的對抗敵方，考慮其隱蔽、隱身、欺騙、干擾、破壞、追蹤、逃逸等自主行為，在複雜的戰場環境和不完全信息條件下，從“對抗博弈”的角度研究多無人機系統在協同作戰中的最佳化與決策。項目在多無人機協同對抗的問題建模、博弈決策和線上任務規劃方面，提出了不完全信息動態多組對抗博弈模型、捕魚對策模型及其界柵構造方法、多無人機協同追逃對策的合作機制、風場環境下多無人機航跡規劃方法等多項創新性研究成果，線上任務分配與航跡規劃的最佳化時間控制在2秒內，實現了複雜對抗環境下的多無人機協同最佳化與決策，為對抗性集群博弈決策與任務規劃的理論與套用奠定了良好的研究基礎。 在國家自然科學基金的資助下，項目組共發表高水平學術論文9篇，其中SCI論文1篇，EI論文8篇，獲得授權發明專利1項；另有已錄用論文1篇，在審論文2篇（SCI刊源）。