一种提高虚拟智能对手飞机生存概率的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高虚拟智能对手飞机生存概率的方法，该方法包括如下步骤：1)简化导弹的最大攻击区模型；2)计算出虚拟智能对手飞机最佳的逃逸位置；3)计算出虚拟智能对手飞机下一时刻最佳的飞行参数。本申请以虚拟智能飞机到达导弹不可逃逸区边界耗时最短作为约束条件，使用A*算法搜寻下一步仿真时刻的最优位置，实时规划出最佳的规避路线，并通过仿真验证了该方法上的有效性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于作战仿真
，具体涉及一种提高虚拟智能对手飞机生存概率的方法。
技术介绍
由于空战的激烈性、敏捷性和高成本性，利用空战对抗仿真来提高飞行员的作战素养是一种有效的方式，无论是人在环路中空战对抗半实物仿真，还是战斗机上嵌入式对抗仿真，装配均具有一定智能性的虚拟对手飞机来进行人机对抗训练，能够增加对抗的逼真性，可以提高飞行员的作战能力。因此建立具有一定智能性的虚拟对手飞机很有必要。虚拟飞机的智能性主要体现在智能攻击和智能规避两个方面，目前大都是基于专家系统和趋势预测的思想来确定规避策略的，对于博弈对抗性强的空战问题没有很好的解决，此外，人在环路中的飞行仿真系统要求实时性强，解算量大，因此在设计算法的时候，必须要考虑算法的工程实现和算法的时间复杂度。本专利以虚拟智能飞机到达导弹不可逃逸区边界耗时最短作为约束条件，使用A*算法搜寻下一步仿真时刻的最优位置，实时规划出最佳的规避路线，并通过仿真验证了该方法上的有效性。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种提高虚拟智能对手飞机生存概率的方法，该方法以虚拟智能飞机到达导弹不可逃逸区边界耗时最短作为约束条件，使用A*算法搜寻下一步仿真时刻的最优位置，实时规划出最佳的规避路线，并通过仿真验证了该方法上的有效性。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种提高虚拟智能对手飞机生存概率的方法，所述方法包括如下步骤：1)简化导弹的最大攻击区模型；2)计算出虚拟智能对手飞机最近的逃逸位置；3)计算出虚拟智能对手飞机下一时刻最佳的飞行参数。进一步，步骤1)具体为：假定在t时刻，导弹的实际最大攻击区在三维空间中的是一个不规则的区域G(x,y,z),用一个规则的三维球体S(x,y,z)去包含不规则的区域G(x,y,z)，即：G(x,y,z)∈S(x,y,z)。进一步，步骤2)具体为：假定虚拟智能对手飞机当前位置为P(xi,yi,zi,hi,pi,ri)，P到最大攻击区的这个面地的距离为：D＝P(xi,yi,zi)-S(x,y,z),计算出最短距离对应的坐标为: ∂ D ∂ x = P ( x i , y i , z i , ) - S ( x , y , z ) | x = 0 ]]> ∂ D ∂ y = P ( x i , y i , z i , ) - S ( x , y , z ) | y = 0 ]]> ∂ D ∂ z = P ( x i , y i , z i , ) - S ( x , y , z ) | z = 0 ]]>联立三个方程组，可求出离当前位置最近的最大攻击区的坐标(x0,y0,z0),即虚拟智能对手飞机最近的逃逸位置。进一步，步骤3)具体为：首先，计算飞机的航向角，其变化范围受飞行最小转弯半径的影响，飞机的最小转弯半径计算公式为: R m i n = v m i n 2 / g n y m a x 2 - 1 ]]>其中，vmin表示飞机的最小飞行速度，nymax表示飞机的最大法向过载，根据飞机的最小转弯半径和航路规划的步长,可以计算出航向发生改变时的最大角度θheadmax：θheadmax＝arcsin(S0/2Rmin)其中，S0为航路规划的步长；在[-θheadmax，θheadmax]航向角区间，找到一个最优的航向，以Δθhead为单位，当前的航向角为初始值，采用A*算法，遍历离最大攻击区最近的位置；其次，计算飞机的俯仰角，俯仰角的最大变化范围取决于飞机的爬升率；假定飞机的速度不变，在一个步长中飞机的飞行距离为vΔt，则下一点坐标为： x Δ t = x A O + v Δ t c o s ( θ 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高虚拟智能对手飞机生存概率的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)简化导弹的最大攻击区模型；2)计算出虚拟智能对手飞机最近的逃逸位置；3)计算出虚拟智能对手飞机下一时刻最佳的飞行参数。

【技术特征摘要】
1.一种提高虚拟智能对手飞机生存概率的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)简化导弹的最大攻击区模型；2)计算出虚拟智能对手飞机最近的逃逸位置；3)计算出虚拟智能对手飞机下一时刻最佳的飞行参数。2.根据权利要求1所述的提高虚拟智能对手飞机生存概率的方法，其特征在于，步骤1)具体为：假定在t时刻，导弹的实际最大攻击区在三维空间中的是一个不规则的区域G(x,y,z),用一个规则的三维球体S(x,y,z)去包含不规则的区域G(x,y,z)，即：G(x,y,z)∈S(x,y,z)。3.根据权利要求1所述的提高虚拟智能对手飞机生存概率的方法，其特征在于，步骤2)具体为：假定虚拟智能对手飞机当前位置为P(xi,yi,zi,hi,pi,ri)，P到最大攻击区的这个面地的距离为：D＝P(xi,yi,zi)-S(x,y,z),计算出最短距离对应的坐标为: ∂ D ∂ x = P ( x i , y i , z i , ) - S ( x , y , z ) | x = 0 ]]> ∂ D ∂ y = P ( x t , y i , z i , ) - S ( x , y , z ) | y = 0 ]]> ∂ D ∂ z = P ( x i , y i , z i , ) - S ( x , y , z ) | z = 0 ]]>联立三个方程组，可求出离当前位置最近的最大攻击区的坐标(x0,y0,z0),即虚拟智能对手飞机最近的逃逸位置。4.根据权利要求1所述的提高虚拟智能对手飞机生存概率的方法，其特征在于，步骤3)具体为：首先，计算飞机的航向角，其变化范围受飞行最小转弯半径的影响，飞机的最小转弯半径计算公式为: R m i n = v m i n 2 / g n y max 2 - 1 ]]>其中，vmin表示飞机的最小飞行速度，nymax表示飞机的最大法向过载，根据飞机的最小转弯半径和航路规划的步长,可以计算出航向发生改变时的最大角度θheadmax：θhead max＝arcsin(S0/2Rmin)其中，S0为航路规划的步长；在[-θheadmax，θheadmax]航向角区间，找到一个最优的航向，以Δθhead为单位，当前的航向角为初始值，采用A*算法，遍历离最大攻击区最近的位置；其次，计算飞机的俯仰角，俯仰角的最大变化范围取决于飞机的爬升率；假定飞机的速度不变，在一个步长中飞机的飞行距离为vΔt，则下一点坐标为： x Δ t ...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄安祥，雷祥，孙佰刚，苏玉强，丁在永，
申请(专利权)人：黄安祥，雷祥，苏玉强，李劲松，孙佰刚，
类型：发明
国别省市：北京;11