【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水面无人艇指挥调度，尤其涉及一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法。
技术介绍
1、随着陆地资源的不断消耗，各国对海洋资源逐渐重视。未来科技发展的方向之一就是如何更好的开发和利用海洋。实现对海洋权益的保护是发开海洋资源的前提。无人艇具有成本低、安全性高、灵活性好等优势。当面对可疑目标入侵我方海洋领土时，采用无人艇集群进行反制是一种高效且安全的手段。相比与击毁或驱离可疑目标，实现对可疑目标的行动进行限制并将其成功捕获将带来更大的收益。
2、传统方法主要针对如何使得无人艇集群同时到达目标周围，然而，随着计算机技术、通信技术、传感器技术等领域的快速发展，目标在具有更高的智能性的同时，也将配备更为先进的探测装备。这使得目标可以在较远距离外发现无人艇集群并做出反应。无论目标速度快于无人艇还是慢于无人艇，这都将严重削弱同时到达策略所具有的效果。而且发现目标时，各无人艇与目标之间的相对距离并不一致，过分追求各无人艇同时到达目标周围，会使得捕获时间受距离目标最远的无人艇的影响，这会使得目标具有更多的反应时间。此外，海洋环境不总是空旷的，存在岛屿、礁石等障碍物。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，以克服上述技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，包括如下步骤：
4、s1：获取无人艇的运动参数、障碍物参数以及移
5、所述无人艇的运动参数包括无人艇的位置、无人艇的航速、无人艇的航向、无人艇的最大加速度与无人艇的最大角速度；所述障碍物的参数包括障碍物的位置、障碍物的威胁半径；所述移动目标的运动参数包括移动目标的位置、移动目标的航速和移动目标的航向；
6、s2：建立以障碍物中心为圆心障碍物的威胁半径为半径的障碍物威胁区域，以获取无人艇捕获任务中的遮蔽区域和暴漏区域；进而根据所述无人艇的运动参数、障碍物参数信息，获取暴漏区域与遮蔽区域临界点的二维空间位置坐标；所述暴漏区域与遮蔽区域临界点包括顺时针临界点和逆时针临界点；并获取顺时针临界点所在边界线与无人艇最小转弯半径圆切点的二维空间坐标和逆时针临界点所在边界线与无人艇最小转弯半径圆切点的二维空间位置坐标；
7、s3：根据所述无人艇的运动参数、障碍物参数信息、移动目标的运动参数、暴漏区域与遮蔽区域临界点的二维空间位置坐标、顺时针临界点所在边界线与无人艇最小转弯半径圆切点的二维空间坐标和逆时针临界点所在边界线与无人艇最小转弯半径圆切点的二维空间位置坐标，获取障碍物影响下的无人艇与移动目标的会遇点的二维空间位置坐标；
8、s4：根据所述无人艇与移动目标的会遇点的二维空间位置坐标，基于第一博弈模型，获取第一博弈模型中的参与者所采取的第一策略的综合收益；所述第一博弈模型中的参与者为无人艇集群和移动目标；
9、s5：根据第一博弈模型中的参与者所采取的第一策略的综合收益，获取无人艇集群的第一执行策略的选择概率，以获取最大的第一执行策略的选择概率，将其作为最终的第一执行策略的选择概率；
10、s6：根据最终的第一执行策略的选择概率，基于第二博弈模型，获取第二博弈模型中的参与者所采取的第二执行策略的综合收益，以获取最大的第二执行策略的综合收益；进而获取无人艇集群的最终的第二执行策略；
11、所述第二博弈模型中的参与者为无人艇集群中的无人艇；
12、s7.根据所述无人艇集群最终的第二策略，基于无人艇的运动参数，获取无人艇的下一决策时刻的航速、航向，以获取无人艇的下一决策时刻的二维空间位置坐标，进而根据无人艇的下一决策时刻的二维空间位置坐标，判断捕获任务是否结束。
13、有益效果：本专利技术的一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，通过获取暴漏区域与遮蔽区域临界点的二维空间位置坐标，获取障碍物影响下的无人艇与移动目标的会遇点的二维空间位置坐标；以基于第一博弈模型，获取第一博弈模型中的参与者所采取的第一策略的综合收益；进根据无人艇集群的第一执行策略的选择概率，基于第二博弈模型，获取无人艇集群的最终的第二执行策略，以获取无人艇的下一决策时刻的航速、航向，进而根据无人艇的下一决策时刻的二维空间位置坐标，判断捕获任务是否结束。本专利技术考虑了障碍物所带来的负面影响以及正面影响，并依托第一博弈模型和第二博弈模型的双层博弈模型，共同制定对无人艇集群在下一决策时刻的执行策略，能够在提升各无人艇之间协同效果的基础上，减弱障碍物所带来的负面影响，扩大障碍物所带来的正面影响。能够使无人艇集群在障碍物环境下快速靠近移动目标，先到达目标周围的无人艇会迫使目标朝态势有利于无人艇集群的位置移动，从而使得捕获任务快速完成，具有较强的可行性。
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1.一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，其特征在于，所述S2中包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，其特征在于，所述S3中，获取无人艇与移动目标的会遇点的二维空间位置坐标方法如下：
4.根据权利要求3所述的一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，其特征在于，所述S33中，所述不考虑障碍物时的无人艇与移动目标的轨迹交点的二维空间位置坐标获取方法如下：
5.根据权利要求3所述的一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，其特征在于，所述S34中，获取障碍物影响下的无人艇与移动目标的会遇点的二维空间位置坐标所采用的方法如下：
6.根据权利要求1所述的一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，其特征在于，所述S4中，第一博弈模型中的综合收益获取如下：
7.根据权利要求1所述的一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，其特征在于，获取所述无人
8.根据权利要求1所述的一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，其特征在于，所述S6中，第二博弈模型中的参与者所采取的第二执行策略的综合收益获取如下：
9.根据权利要求1所述的一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，其特征在于，所述S7中，所述判断捕获任务是否结束的方法如下：
10.根据权利要求1所述的一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，其特征在于，无人艇捕获任务中的遮蔽区域和暴漏区域获取如下：
...【技术特征摘要】
1.一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，其特征在于，所述s2中包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，其特征在于，所述s3中，获取无人艇与移动目标的会遇点的二维空间位置坐标方法如下：
4.根据权利要求3所述的一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，其特征在于，所述s33中，所述不考虑障碍物时的无人艇与移动目标的轨迹交点的二维空间位置坐标获取方法如下：
5.根据权利要求3所述的一种障碍物环境下无人艇集群协同捕获移动目标的方法，其特征在于，所述s34中，获取障碍物影响下的无人艇与移动目标的会遇点的二维空间位置坐标所采用的方法如下：
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁霄，陈聪，黄坚，刘殿勇，于长东，李巍，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：
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