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专利号: 2019105346954
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多无人机任务分配的纳什均衡博弈智能决策方法,其特征在于,包括:获取无人机监测任务和无人机监测周期;

基于所述无人机监测任务,确定多个监测区域,并基于所述无人机监测周期,确定多个监测时刻;

基于所述多个监测区域和所述多个监测时刻,确定监测方的多个第一监测策略;其中所述第一监测策略包括每个无人机的一个监测路径,所述监测路径包括对应的无人机在所述无人机监测周期的每个监测时刻所通过的监测区域;所述监测方包括多个无人机;

基于执行每个第一监测策略的概率,确定监测方的多种第二监测策略;

基于所述多个监测区域和所述多个监测时刻,确定攻击方的多个攻击策略;其中所述攻击策略包括攻击方在连续的、至少两个监测时刻之间的时间段内通过一个监测区域的攻击路径;

基于所述第二监测策略、所述多个攻击策略和监测发现概率,从所述第二监测策略中筛选目标监测策略;其中所述监测发现概率为监测方和攻击方在同一监测区域时,监测方发现攻击方的概率;

根据确定的目标监测策略,确定每个无人机的监测路径。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述第二监测策略、所述多个攻击策略和监测发现概率,从所述第二监测策略中筛选目标监测策略,包括:基于所述多个第一监测策略和所述多个攻击策略,形成多个策略对;其中所述策略对包括一个第一监测策略和一个攻击策略;

针对每个策略对,基于所述监测发现概率、对应的第一监测策略中每个无人机的监测路径中与对应的攻击策略的攻击路径中相同的监测区域,确定攻击方未被监测方发现的概率,得到该策略对对应的未发现概率;

基于每个策略对对应的未发现概率和多个第二监测策略,确定攻击方未被监测方发现的第一期望概率模型和监测方发现攻击方的第二期望概率模型;

基于第一期望概率模型和第二期望概率模型,确定在第一期望概率模型取得最大的概率值时,第二期望概率模型取得的最大概率值;

确定第二期望概率模型取得的最大概率值时对应的第二监测策略,得到所述目标监测策略。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述策略对对应的未发现概率,利用如下公式确定:式中,m表示无人机的数量,VW表示策略对(d,a)对应的第一监测策略中无人机w的监测路径中与对应的攻击策略的攻击路径中相同的监测区域,δ(v)表示监测发现概率,d表示第一监测策略,a表示攻击策略,Ua(d,a)表示策略对(d,a)对应的未发现概率。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述多个监测区域和所述多个监测时刻,确定监测方的多个第一监测策略,包括:基于所述多个监测区域和所述多个监测时刻,构建有向图;其中,所述有向图中包括多个节点,每个节点的横坐标表示监测区域,纵坐标表示监测时刻;所述监测区域按照位置关系和预定的方向,连续排列;

针对所述有向图中的每个节点,确定该节点的路径节点;

针对所述有向图中的每个节点,将该节点与该节点对应的路径节点连接;

基于有向图中的各个节点以及节点之间的连线,确定监测方的多个第一监测策略。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述该节点的路径节点包括以下至少一个:与该节点具有相同的横坐标,并且比该节点的大一个监测时刻的第一节点;与第一节点具有相同的纵坐标,监测区域与第一节点的监测区域相邻,并且监测区域位于第一节点的监测区域左侧的第二节点;与第一节点具有相同的纵坐标,监测区域与第一节点的监测区域相邻,并且监测区域位于第一节点的监测区域右侧的第三节点。

6.一种多无人机任务分配的纳什均衡博弈智能决策系统,其特征在于,包括:信息获取模块,用于获取无人机监测任务和无人机监测周期;

监测信息确定模块,用于基于所述无人机监测任务,确定多个监测区域,并基于所述无人机监测周期,确定多个监测时刻;

第一监测策略确定模块,用于基于所述多个监测区域和所述多个监测时刻,确定监测方的多个第一监测策略;其中所述第一监测策略包括每个无人机的一个监测路径,所述监测路径包括对应的无人机在所述无人机监测周期的每个监测时刻所通过的监测区域;所述监测方包括多个无人机;

第二监测策略确定模块,用于基于执行每个第一监测策略的概率,确定监测方的多种第二监测策略;

攻击策略确定模块,用于基于所述多个监测区域和所述多个监测时刻,确定攻击方的多个攻击策略;其中所述攻击策略包括攻击方在连续的、至少两个监测时刻之间的时间段内通过一个监测区域的攻击路径;

目标策略确定模块,用于基于所述第二监测策略、所述多个攻击策略和监测发现概率,从所述第二监测策略中筛选目标监测策略;其中所述监测发现概率为监测方和攻击方在同一监测区域时,监测方发现攻击方的概率;

监测路径确定模块,用于根据确定的目标监测策略,确定每个无人机的监测路径。

7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述目标策略确定模块,包括:策略对确定子模块,用于基于所述多个第一监测策略和所述多个攻击策略,形成多个策略对;其中所述策略对包括一个第一监测策略和一个攻击策略;

未发现概率确定子模块,用于针对每个策略对,基于所述监测发现概率、对应的第一监测策略中每个无人机的监测路径中与对应的攻击策略的攻击路径中相同的监测区域,确定攻击方未被监测方发现的概率,得到该策略对对应的未发现概率;

模型确定子模块,用于基于每个策略对对应的未发现概率和多个第二监测策略,确定攻击方未被监测方发现的第一期望概率模型和监测方发现攻击方的第二期望概率模型;

概率确定子模块,用于基于第一期望概率模型和第二期望概率模型,确定在第一期望概率模型取得最大的概率值时,第二期望概率模型取得的最大概率值;

策略确定子模块,用于确定第二期望概率模型取得的最大概率值时对应的第二监测策略,得到所述目标监测策略。

8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述未发现概率确定子模块利用如下公式确定策略对对应的未发现概率:式中,m表示无人机的数量,VW表示策略对(d,a)对应的第一监测策略中无人机w的监测路径中与对应的攻击策略的攻击路径中相同的监测区域,δ(v)表示监测发现概率,d表示第一监测策略,a表示攻击策略,Ua(d,a)表示策略对(d,a)对应的未发现概率。

9.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述第一监测策略确定模块,包括:有向图建立子模块,用于基于所述多个监测区域和所述多个监测时刻,构建有向图;其中,所述有向图中包括多个节点,每个节点的横坐标表示监测区域,纵坐标表示监测时刻;

所述监测区域按照位置关系和预定的方向,连续排列;

节点筛选子模块,用于针对所述有向图中的每个节点,确定该节点的路径节点;

连线子模块,用于针对所述有向图中的每个节点,将该节点与该节点对应的路径节点连接;

第一监测策略确定子模块,用于基于有向图中的各个节点以及节点之间的连线,确定监测方的多个第一监测策略。

10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述该节点的路径节点包括以下至少一个:与该节点具有相同的横坐标,并且比该节点的大一个监测时刻的第一节点;与第一节点具有相同的纵坐标,监测区域与第一节点的监测区域相邻,并且监测区域位于第一节点的监测区域左侧的第二节点;与第一节点具有相同的纵坐标,监测区域与第一节点的监测区域相邻,并且监测区域位于第一节点的监测区域右侧的第三节点。