[發明專利]一種無人機系統自主能力評價方法、系統及可讀存儲介質

在審

• 申請號: 201911348710.2
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111160439A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 劉貞報;院金彪;嚴月浩;江飛鴻;張紅軍
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明提供的一種無人機系統自主能力評價方法、系統、設備及可讀存儲介質，其級聯森林中的每層均由若干個隨機森林組成，多個隨機森林可以共同學習影響無人機自主能力等級的各因素間的耦合關系，充分發揮隨機森林所擅長的非線性、不規則數據處理能力，通過輸入已經定級的無人機內外部因素樣本，訓練評價模型，可以更加準確地表征多種影響因素與無人機自主能力等級的復雜的非線性映射關系，獲得更加可靠的評價結果。

技術領域

本發明屬于無人機自主能力評價領域，特別涉及一種無人機系統自主能力評價方法、系統、設備及可讀存儲介質。

背景技術

隨著計算機技術、自動駕駛技術、遙控遙測技術、人工智能與模式識別技術的發展及其在無人機中的應用，以及對無人機戰術研究的深入，無人機在民用和軍用方面的應用日益廣泛，可以完成空運、巡檢、情報偵察、空中預警、反空襲、目標打擊等任務，被譽為“空中多面手”、“空中驕子”。且隨著任務越來越復雜，無人機自主性要求也越來越高，美軍在無人系統路線圖中指出無人機自主性發展路線為遠程遙控、實時故障診斷、對故障或飛行條件的適應、航線動態規劃、集群配合、集群戰術再計劃、集群戰術目標、分布式控制、集群戰略目標、完全自主集群。其他軍事強國如以色列、俄羅斯、中國、英國、德國也把無人機自主能力的研發置于優先地位。目前全球軍事無人機已發展成一支規模龐大的隊伍，種類超過120種，總數超過一萬架，如美軍的“捕食者”，“全球鷹”，“RQ-11渡鴉”、“黃蜂”、“美洲獅”，以色列的“蒼鷺”、“赫爾墨斯”、“云雀”，英國的“雷神”、“不死鳥”、“大烏鴉”，其中一些型號的無人機已經具備一定自主性。

最近，美國、澳大利亞、歐洲的一些國家已經開始開展關于如何生成替代定性分析的無人機系統自主性評估框架的研究，北約已經發起了一項具體的倡議，目的是建立一個一致的自主能力等級定義。順應國際發展趨勢，目前我國的無人機在完成偵查、打擊等任務時與國外并無太大差距，但美國已開始研究自主能力更高的無人機，而國內的自主能力發展由于沒有自主能力評估框架作為支撐，導致無人機的發展方向存在不少爭議，因此國內應加快制定無人機自主能力評價準則的進度。

2005年在北京召開的中俄無人機學術研討會上，對于無人機自主能力等級劃分首次展開討論。研究人員針對無人機自主能力評估開展了研究，北京航空航天大學提出了對無人機系統的自主控制進行九級評估，從自主功能，自主性類型，智能屬性，信息共享能力等方面豐富了自主控制評價水平的內容。沈陽飛機設計研究所提出一種四指標模型用于判斷無人平臺的自主能力水平，包括人和平臺交互能力、態勢感知能力、環境適應能力和規劃決策能力。

由于現有評價體系僅使用各指標加權量化的方式得到自主等級，忽略了不同因素之間的耦合關系及其與自主等級之間的嚴重非線性關系，數學模型方面很難使用某個固定函數形式進行表達，因此，迫切需要發展一種能夠描述這種非線性關系的方法，以更加準確的劃分無人機自主能力等級。

發明內容

針對現有技術中存在的問題現有評價體系僅使用各指標加權量化的方式得到自主等級，導致劃分無人機自主能力等級不準確的問題，本發明提供一種無人機系統自主能力評價方法、系統、設備及可讀存儲介質，可以將無人機內部和外部因素與自主能力等級之間的非線性關系通過深度隨機森林來精確描述，該方法相比于指標加權量化處理方法能夠更加準確的劃分無人機自主能力等級。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種無人機系統自主能力評價方法，其包括以下步驟：

步驟1：將無人機飛行科目測試中的性能數據，作為自主能力評價的因素樣本；

步驟2：提取因數樣本的特征；

步驟3：構建深度隨機深林并進行訓練；

步驟4：將取因數樣本的特征輸入至訓練后的深度隨機深林中，深度隨機深林輸出無人機系統的評價結果。