[發明專利]一種基于預演機動規則系統的無人機近距格斗決策方法

有效

• 申請號: 201710617458.5
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107390706B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 段海濱;薛強;鄧亦敏
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 11232 北京慧泉知識產權代理有限公司
• 代理人: 王順榮;唐愛華

本發明是一種基于預演機動規則系統的無人機無人機近距格斗決策方法，涉及無人機自主控制技術領域，特別是無人機自主近距空戰領域。利用本發明提出的近距格斗決策放啊，能夠使得無人機通過基于規則的決策方法實現對空戰戰術戰法的有效應用，利用預演機動選擇實現在劇烈態勢變化下的機動指令生成，從而提高對敵機快速機動轉換機動平面的應對能力，并有效解決基于規則的決策系統無法覆蓋所有戰術態勢導致在所有規則匹配失敗時失效的缺陷。基于該決策方法可以設計無人機近距格斗決策系統，使無人機初步具備自主近距格斗能力，有效提升無人機作戰自主化程度和智能化程度。

一、技術領域

本發明是基于預演機動規則系統的無人機近距格斗決策方法，屬于無人機自主控制領域。

二、背景技術

近距格斗是空戰形式中比較復雜的階段，作戰雙方在近距格斗過程中充分操縱飛機，盡可能發揮飛機的潛在機動能力和機動優勢，從而占據有利幾何態勢，達到機載武器火控系統的發射條件。美國的經驗已經表明，盡管隨著具有離軸發射能力的空空導彈等全向武器的出現，擴寬了空戰的界限，但近距空戰能力仍然是現代戰機非常重要的戰術指標，而近距空戰在未來長時間中仍將是現代空戰的重要形式。從技術的角度來看，中遠距離消滅敵人并不總是有效的，由其是在中遠距導彈沒能消滅敵方，或者我方的探測系統被敵方電子戰壓制的情況下，交戰雙方必將進入近距格斗空戰態勢。一旦進入近距格斗空戰階段，作戰雙方飛機采用持續大過載急劇機動，并伴隨著態勢的劇烈變化，攻防雙方的角色也將不斷發生互換，這些都給進行空戰的殲擊機駕駛員和武器裝備提出了巨大的挑戰。因此對于有人駕駛飛機而言，發展進行空戰決策導引的助手系統是未來綜合機載航電系統發展的重要方向。而對于無人機而言，發展自主空戰的決策控制系統更是其實現自主作戰的關鍵技術。因此，開發自主空戰的決策控制系統是非常必要的。

無人機作為當今全球各大軍事強國武器裝備的研究熱點，其自主作戰能力的提升成為重要的技術制高點。目前軍用無人機的作戰能力相對比較低級，可以完成單機的察打一體化任務，但是對于更高自主等級的實戰化任務，目前現有的無人機難以有效承擔。對于空戰任務，特別是近距格斗空戰，由于無人機可以在結構強度允許的情況下長時間持續進行大過載機動，因此可以極大的發揮飛機本身的機動性和敏捷性。所以，未來如何提高無人機的自主空戰能力，尤其是近距格斗能力，是需要重點研究的突破點。近距格斗中的戰斗機動已經發展成轉彎、盤旋、爬升、俯沖和加減速的綜合復雜機動組合，而飛行員的操縱是一系列油門、坡度和過載的協調控制，因此如何對飛行員的操縱策略和操縱方式進行建模研究，從而考慮構建相應的擬人空戰決策控制系統，是實現無人機自主近距格斗決策控制系統的關鍵。

無人機自主近距格斗決策控制系統的設計包括三個層級，即進行機動指令跟蹤的飛行控制系統、進行機動動作和機動指令生成的指令規劃層和利用態勢感知計算進行機動決策的空戰決策層。對于無人機飛行控制系統的設計，在工程上已經不是難點，能夠保證無人機對飛行控制指令進行準確跟蹤執行，并保證飛行安全。因此自主近距格斗決策控制系統的設計難點是如何設計智能的空戰決策邏輯，以及進行機動指令規劃的邏輯。圖1給出了無人機自主近距格斗決策系統的整體框架。

三、發明內容

1、發明目的：

本發明提出了一種基于預演機動規則系統的無人機近距格斗決策方法，其目的是提供一種面向無人機自主近距格斗任務的決策方法，從而使得無人機具備自主遂行近距格斗空戰任務的能力，以提升無人機的智能化作戰等級和能力。

該方法利用人工智能中的專家系統方法，建立面向近距格斗空戰任務的知識庫和相應的推理方法；針對規則系統無法覆蓋所有空戰相對態勢的缺陷，利用預演機動思想設計預演機動選擇策略，構成完整的無人機空戰混合決策方法。

2、技術方案：

本發明一種基于預演機動規則系統的無人機近距格斗決策方法，首先建立基于規則的近距格斗決策模塊，并設計預演機動選擇策略，構成近距格斗混合決策方法，具體包括如下步驟：

步驟一：建立無人機近距格斗規則庫