[發明專利]一種基于場景驅動的無人集群魯棒性評價方法

在審

• 申請號: 202011390872.5
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112464480A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 沈博;呼延星鵬;姚遠;楊剛;周興社
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 西安利澤明知識產權代理有限公司 61222
• 代理人: 劉偉

本發明提供一種基于場景驅動的無人集群魯棒性評價方法，包括建立無人集群魯棒性評價指標集；結合被評價無人集群系統的平臺及所應對的場景，對各評價指標的參數進行實例化，確定意義及其計算公式；在仿真環境中設立各評價指標對應的影響因素；使被測無人集群系統分別在無干擾與有干擾的場景中執行任務；利用上一步獲取到的數據，計算各評價指標值，綜合計算得出綜合評價。能夠對不同系統在面對不同場景時的表現進行評分，最終便于使用者客觀科學評價無人集群魯棒性能力，也便于研發者針對性的做出改進。從而為無人集群政策，本身的設計和研發提供有力支持，幫助無人集群能夠有效從實驗室研究向實際應用平穩過渡。

技術領域

本發明屬于無人集群技術領域，涉及一種基于場景驅動的無人集群魯棒性評價方法。

背景技術

智能無人集群就是基于生物集群行為，以單個無人節點間通過彼此的感知交互、信息傳遞、協同工作在險惡的環境下可以低成本完成多樣性的復雜任務。智能無人集群是將大量無人系統基于開放式體系架構進行綜合集成，以通信網絡信息為中心，以系統的群智涌現能力為核心，以平臺間的協同交互能力為基礎，以單平臺的節點作戰能力為支撐，構建具有抗毀性、低成本、功能分布化等優勢和智能特征的無人體系。相比傳統多機器人系統，群體智能機器人系統具有魯棒性，適應性，成長性的特點。魯棒性為無人集群在強不確定及時間敏感的環境中，面對隨時可能出現的包括任務目標改變和環境變化、集群損傷等突發情況時，實時任務調整重規劃，快速響應外界環境變化，保證任務圓滿高效完成的能力。魯棒性的強弱代表著無人集群在危險環境中，能夠維持穩定運行，完成任務的能力大小，是無人集群使用者在選取合適集群進行相應任務時優先考慮的能力。

目前無人機群的魯棒性研究大多集中于提高實現魯棒性方面，大致可以分為兩類，任務重分配路徑重規劃及無人集群網絡魯棒性。第一類主要考慮在面對任務實時調整，外界環境出現新的障礙物，無人集群考慮多項約束，對無人節點進行任務重分配及路徑重規劃，保證任務高效完成。第二類主要考慮在惡劣的通信環境下，遭遇到節點失效后通過調整網絡拓撲方式來保持持續和穩定的通信，保障態勢信息和控制信息實時可靠傳輸，從而保障任務順利完成。這兩類研究最后的實驗驗證都有一些指標，但都是針對于自己的優勢，不能夠全面的描述集群魯棒性，也無法對于整個集群方面做出優化指導。

發明內容

針對以上缺陷，本發明的目的在于克服現有魯棒性評價方法多為自評，多針對自身優勢的情況，提供一種基于場景驅動的無人集群魯棒性評價方法，可以有效降低無人集群真實實驗的成本，提高無人集群魯棒性評價結果的科學性，合理性和全面性。

本發明的技術方案為：一種基于場景驅動的無人集群魯棒性評價方法，

步驟1：建立無人集群魯棒性評價指標集；

步驟2：結合被評價無人集群系統的平臺及所應對的場景，對各評價指標的參數進行實例化，確定意義及其計算公式；

步驟3：在仿真環境中設立各評價指標對應的影響因素；

步驟4：使被測無人集群系統分別在無干擾與有干擾的場景中執行任務；

步驟5：利用上一步獲取到的數據，計算各評價指標值，綜合計算得出綜合評價。

進一步地，一種基于場景驅動的無人集群魯棒性評價方法，所述魯棒性評價指標集包括影響因素評價指標和系統表現評價指標。

進一步地，一種基于場景驅動的無人集群魯棒性評價方法，所述實例化包括搜索場景使用覆蓋率、覆蓋時間的變化率作為指標；打擊場景使用用目標完成率、平均飛行距離的變化率作為指標。

進一步地，一種基于場景驅動的無人集群魯棒性評價方法，所述步驟3具體為首先在場景中設立已知任務之外的動態添加的任務，其次在場景中設立一些未被事先探查到的動態障礙物。