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[導(dǎo)讀] 1)無人機(jī)集群協(xié)同對抗演化過程機(jī)理及其表述。由于集群對抗中信息的多元化和不完全、不確定性,對抗系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的動態(tài)隨機(jī)過程,空戰(zhàn)對抗態(tài)勢隨著時(shí)空不斷演化,每個(gè)無人機(jī)作為一個(gè)智能體必須依據(jù)不斷變化

1)無人機(jī)集群協(xié)同對抗演化過程機(jī)理及其表述。由于集群對抗中信息的多元化和不完全、不確定性,對抗系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的動態(tài)隨機(jī)過程,空戰(zhàn)對抗態(tài)勢隨著時(shí)空不斷演化,每個(gè)無人機(jī)作為一個(gè)智能體必須依據(jù)不斷變化的態(tài)勢并依據(jù)一定的準(zhǔn)則調(diào)整自己的策略,進(jìn)行己方個(gè)體之間的合作、與對方的博弈。因此,在充分分析無人機(jī)集群對抗演化過程特點(diǎn)及其內(nèi)涵的基礎(chǔ)上,理解無人機(jī)集群對抗的非線性動態(tài)過程演化機(jī)制,利用系統(tǒng)動力學(xué)和復(fù)雜系統(tǒng)理論建立各種因素的相互作用和信息的傳遞關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu),有利于對無人機(jī)集群對抗過程的定量和定性分析。

2)無人機(jī)自適應(yīng)自主決策對抗行為。集群對抗中,無人機(jī)個(gè)體是直接動作發(fā)出和執(zhí)行者,無人機(jī)個(gè)體不斷與環(huán)境進(jìn)行交互并相互作用,促使對抗過程不斷演化。因此,集群對抗最終是要依賴于無人機(jī)的對抗規(guī)則,即無人機(jī)依據(jù)敵方態(tài)勢、友機(jī)態(tài)勢及自身飛行狀態(tài)、武器狀況、健康情況等因素,采取某種機(jī)動和攻擊策略,如攻擊敵機(jī)、威脅回避、支援友機(jī)、戰(zhàn)術(shù)協(xié)同,使在最大化對敵殺傷、對敵態(tài)勢、瓦解敵方意圖和最小化自身損失等方面的綜合效益取得最大化。

3)無人機(jī)集群智能控制方法。實(shí)際對抗過程中,大規(guī)模的無人集群必須迅速并準(zhǔn)確地分布于各個(gè)作戰(zhàn)區(qū)域,進(jìn)行有效的作戰(zhàn)編隊(duì)。大規(guī)模無人機(jī)集群,從其特征上看,是一類非線性復(fù)雜系統(tǒng),具有群體智能涌現(xiàn)固有的復(fù)雜性和隨機(jī)性的特性,其控制方法跟傳統(tǒng)方法有很大的區(qū)別。集群系統(tǒng)可以視為大量弱耦合子系統(tǒng)的集成,每個(gè)個(gè)體均具有一定的自主能力,但其能力具有局限性,而且集群中每個(gè)個(gè)體必須相互配合與協(xié)調(diào)才能完成復(fù)雜任務(wù),因而,集群無人機(jī)具有分布式控制的本質(zhì)特征。單一方法控制無人機(jī)集群往往不夠理想,可以采用一些外部干預(yù),并進(jìn)行控制規(guī)則深度化和廣度化對集群效果進(jìn)行量化研究,使得不同對抗階段的無人機(jī)集群能夠進(jìn)行精準(zhǔn)的單機(jī)或多機(jī)協(xié)同,達(dá)到所預(yù)期的對抗要求。

4)無人機(jī)集群探測與識別。復(fù)雜而多變的集群對抗環(huán)境具有極大的狀態(tài)不確定性和極強(qiáng)的時(shí)間約束,對于敵我雙方大規(guī)模無人機(jī)個(gè)體和集群進(jìn)行精確地探測和識別是對抗行為成功與否的先決條件。在不確定和部分確定條件下,實(shí)時(shí)在線進(jìn)行主動感知和目標(biāo)區(qū)分,對于集群對抗任務(wù)的上層決策具有指導(dǎo)意義。對抗過程中,實(shí)時(shí)采集到的圖像等各類傳感器信號,可以結(jié)合信息融合理論與部分可觀馬爾科夫等規(guī)劃理論,推測并優(yōu)化最佳的個(gè)體機(jī)動和集群行為,協(xié)同感應(yīng)、定時(shí)并協(xié)同攻擊,實(shí)現(xiàn)無人機(jī)集群對抗效果的最優(yōu)化。

5)無人機(jī)集群對抗態(tài)勢評估。態(tài)勢評估是對抗決策的依據(jù),由于集群對抗威脅可以來自任意方向,數(shù)量多,友機(jī)與敵方飛機(jī)相互纏繞,信息量大,且存在不完全、不確定性,態(tài)勢評估比單機(jī)對抗情況復(fù)雜的多。這就需要集群中每個(gè)無人機(jī)利用其對周圍環(huán)境的感知信息和接收到的鄰近友機(jī)傳來的信息,根據(jù)所獲得的綜合數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘,分析理解敵方的作戰(zhàn)意圖、戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法。例如,目標(biāo)移動軌跡數(shù)據(jù)蘊(yùn)含著豐富的信息,采用機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等方法對其進(jìn)行知識挖掘和模式分類,進(jìn)行敵方戰(zhàn)術(shù)意圖推斷,對于態(tài)勢評估和對抗決策有著重要意義。

6)無人機(jī)集群通信技術(shù)。集群對抗環(huán)境對通信鏈路的要求也十分嚴(yán)苛,既要滿足地面站與無人機(jī)、無人機(jī)與無人機(jī)、無人機(jī)編隊(duì)與無人機(jī)編隊(duì)之間必須存在一定冗余的信息交互,同時(shí)應(yīng)減少通信的延遲,保證信息交互的實(shí)時(shí)性??諔?zhàn)過程中,無人機(jī)存在受傷、擊落、增援等多個(gè)狀態(tài),其動態(tài)加入和退出也使得通信鏈路必須滿足在正常通信需求的條件下,支持無人機(jī)數(shù)量的變化,完成集群的重構(gòu),而且在無人機(jī)與地面站失去聯(lián)系時(shí),無人機(jī)群應(yīng)具有通信鏈路的自組織能力。其次,在某些關(guān)鍵操作上,通信鏈路還必須保證地面操作員能夠?qū)o人機(jī)任務(wù)進(jìn)行授權(quán)和確認(rèn)。

來源:中國智能制造網(wǎng)

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