[發明專利]按任務優先級序貫拍賣的多平臺傳感器協同管理方法

有效

• 申請號: 201611002200.6
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106789740B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 吳巍;王國宏;孫殿星;譚順成
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍航空大學
• 主分類號: H04L12/865
• 分類號: H04L12/865;H04L12/911;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明隸屬于信息融合研究領域，適用于解決多平臺多傳感器協同探測跟蹤中的傳感器協同管理問題。提供了一種按任務優先級序貫拍賣的多平臺傳感器協同管理方法，任務分配智能體按照任務優先級的順序，將探測跟蹤任務逐一拿出進行拍賣，利用價格最低準則進行傳感器選擇，得出任務分配矩陣，并將任務分配矩陣實時傳送給傳感器管理智能體，傳感器管理智能體控制傳感器完成探測跟蹤任務。本發明方法能自動實時地得出平臺、傳感器、目標三者之間的分配矩陣，易于工程實現；同時，該方法讓優先級高的任務優先占有資源，方法簡便，性能穩健，適用于多平臺組網在對抗環境下的協同探測跟蹤。

技術領域

本發明隸屬于信息融合研究領域，適用于解決多平臺多傳感器協同探測跟蹤中的傳感器協同管理問題。

背景技術

雷達、通信等電子技術、裝備的飛速發展，為多平臺傳感器組網提供了條件。例如，多個作戰飛機、無人機等平臺搭載的雷達、紅外、電子戰等傳感器組網協同探測、跟蹤目標。多個作戰飛機進行編隊作戰時，作戰飛機之間的協同能力非常重要。協同能力強，通過體系對抗，實現1+1>2的效果，反正亦然。

編隊協同作戰時，首先面臨的就是協同探測跟蹤問題，傳統的機載平臺協同方式以人的通信指揮為主，例如編隊飛機長機上的指揮員實時向其它僚機發布探測跟蹤的任務，指揮其搜索某一方位，跟蹤、攻擊某一個目標。用人指揮的方式有其優點，在任務少、態勢相對簡單的情況下，具有靈活、機動、自適應能力強的優點。但是隨著機載平臺搭載傳感器數目增加，探測跟蹤目標數的增加，任務分配、傳感器選擇將形成組合爆炸，此時，人工指揮協同的方式無論是在實時性還是容量上，都已遠遠不能滿足實際戰場需求。因此，需要采用智能的傳感器管理方式，讓部分或全部的目標分配、傳感器管理讓機器自動來完成，解放飛行員和指揮員大腦。

從方法論上看，目前傳感器管理方法研究主要集中在以信息論為理論基礎的研究上，表征信息增量的統計量包括Renyi散度、K-L散度等及其變換，這些方法往往與粒子濾波、PHD濾波為代表的極大似然類估計方法結合使用。對于以Kalman為基礎的極大后驗類濾波方法，往往將目標跟蹤協方差作為信息量度來構建信息熵統計量。信息論類的傳感器管理方法大多是在建立了信息增量統計量后，利用信息增量最大化來進行傳感器管理。信息論方法應用到多作戰飛機協同作戰的傳感器管理上，其不足之處體現在沒有考慮到不同任務的需求，因為往往平均信息增量最大并不一定完成任務效能最高。出于這點考慮，近年來，出現了以任務為驅動的傳感器管理方法，這些方法大都根據任務需求，以跟蹤協方差、毀傷目標數等為最優指標，通過遺傳算法、拍賣算法等來解決這一優化問題。這些方法構建的目標函數考慮的因素比較理想，只考慮了目標的優先級，沒有考慮任務的等級，也沒有將傳感器管理與目標優先級、跟蹤精度需求、傳感器探測精度綜合考慮，算法的合理性和實用性還有待進一步提高。

考慮到多目標、多平臺、多傳感器的“三多”環境下，傳感器管理涉及的任務分配、傳感器選擇、資源分配、信息融合屬于一個復雜N-P hard問題，很難得到閉合的優化函數。經濟學中的價格機制、拍賣算法等市場理論思想適合進行復雜情況下的資源自適應分配，因此，一條新的思路是，以任務為驅動，在多智能體框架下，按任務優先級序貫拍賣的來解決多機載平臺協同探測跟蹤中目標分配與傳感器管理問題。

發明內容

針對多平臺組網協同探測跟蹤中的傳感器管理問題，提供了一種按任務優先級序貫拍賣的多平臺傳感器協同管理方法，通過市場理論中的價格機制，按照任務優先級的順序，將探測跟蹤任務逐一拿出進行拍賣，實現多平臺組網協同探測跟蹤中涉及的任務分配、傳感器選擇、資源分配。本發明解決所述技術問題，采用技術方案步驟如下：

1.按任務優先級序貫拍賣的多平臺傳感器協同管理方法，其特征在于包括以下技術步驟：

步驟(一)、首先在不同平臺上設置不同智能體功能模塊，包括：在指揮平臺上設置任務分配智能體模塊，負責任務分配和傳感器的選擇；在成員平臺上設置傳感器管理智能體模塊，負責收集各個平臺傳感器狀態，管控傳感器的工作狀態、模式；