【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及系统总体，具体地，涉及一种基于区域等效的多对多目标分配方法及系统。
技术介绍
1、无人机蜂群是以智能化无人控制技术和网络信息系统为支撑的集群式作战装备，以数量众多、群体智能为典型特征，可实现协同任务分配、协同探测和协同攻击，能显著提高整体效能。随着技术的发展，无人机蜂群正逐渐向新的工作模式演变，将颠覆未来工作模式，变革装备体系和力量编成，将由原来的“单对单”作战演变为“多对多”作战，为实现指挥控制的自动化和智能化已经成为各国广泛研究的重点。目标分配作为“多对多”指挥控制的重要环节，针对战场形势，做出合理高效的目标分配机制对战争的胜负起到至关重要的作用。但传统方法一般是针对特定作战环境下设计的，具有一定的局限性，尤其是在迭代过程中容易陷入局部最优解、大规模目标分配问题解算效率低下等问题。
2、专利文献cn110826877b公开了一种针对多个点目标的火力分配方法，包括：从武器系统数据采集模块获取源数据，所述源数据中包含火力分配的点目标数量、点目标位置向量、火力资源有效杀伤半径以及是否需要预先密度聚类；以所述点目标位置向量为样本并采用聚类算法得到覆盖所有点目标所需的最少火力资源数量；将覆盖所有点目标所需的最少火力资源数量输出至武器系统火力输出模块。但该专利技术没有基于拦截器飞行能力和智能体机动能力将等效区域进行分割。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于区域等效的多对多目标分配方法及系统。
2、根据本专利技术提供的
3、步骤s1：开展目标集群区域等效及分割；
4、步骤s2：确定目标集群分配原则；
5、步骤s3：计算通道拦截覆盖面积；
6、步骤s4：优化目标集群分配方案。
7、优选地，在所述步骤s1中：
8、利用系统前端传感器对目标集群的探测信息，将目标集群区域等效为椭圆；并依据拦截器飞行能力和智能体机动能力，对等效区域进行平行分割，每枚拦截器内含多枚智能体；
9、y＝f1(x)为等效椭圆的上半部分曲线函数；y＝f2(x)为等效椭圆的下半部分曲线函数；d为智能体的最大横向机动距离，为平行分割的间距；为分割线，其中i＝0,1,…,n1，确定n1个拦截通道；l为智能体的最大纵向机动距离；α为拦截器对目标集群的入射角。
10、优选地，在所述步骤s2中：
11、根据不同需求，确定目标集群分配原则：
12、第一种分配原则：每个通道仅用一枚拦截器拦截；
13、第二种分配原则：每个通道能够用多枚拦截器拦截，需要保证每个通道都被拦截；
14、第三种分配原则：不保证每个通道都有一枚拦截器覆盖，确保总拦截面积最大。
15、优选地，在所述步骤s3中：
16、联立等效椭圆曲线函数、通道分割线函数，如式(1)所示，得出各交点，如式(2)所示：
17、
18、
19、计算每条通道分割线与区域两条曲线相交长度bi，其中i＝0,1,…,n1，如式(3)所示：
20、
21、判断每条线段bi的长度是否小于l，如果bi≤l，则保留两个交点；若bi＞l，则不满足覆盖要求，则由式(4)求出将替换式(3)中的重新计算bi；计算完成后，继续判断并bi与l的大小关系，得到各通道所需拦截数pi；
22、
23、通过bi计算拦截覆盖面积s(α)，如式(5)所示
24、
25、其中，d为智能体的最大横向机动距离，为平行分割的间距。
26、优选地，在所述步骤s4中：
27、受拦截器飞行能力约束，入射角α∈[αmin,αmax]；拦截器总数为m，利用优化算法，对式(5)进行优化，优化函数为：
28、
29、式中，c1、c2为调节系数，根据作战场景定义；k为目标集群分配向量，有其中ki为第i个通道的分配拦截器数量，其中i＝1,2,…,n1；‖k‖1为向量k的一阶范数，并要求；αmax为最优入射角。
30、根据本专利技术提供的一种基于区域等效的多对多目标分配系统，包括：
31、模块m1：开展目标集群区域等效及分割；
32、模块m2：确定目标集群分配原则；
33、模块m3：计算通道拦截覆盖面积；
34、模块m4：优化目标集群分配方案。
35、优选地，在所述模块m1中：
36、利用系统前端传感器对目标集群的探测信息，将目标集群区域等效为椭圆；并依据拦截器飞行能力和智能体机动能力，对等效区域进行平行分割，每枚拦截器内含多枚智能体；
37、y＝f1(x)为等效椭圆的上半部分曲线函数；y＝f2(x)为等效椭圆的下半部分曲线函数；d为智能体的最大横向机动距离，为平行分割的间距；为分割线，其中i＝0,1,…,n1，确定n1个拦截通道；l为智能体的最大纵向机动距离；α为拦截器对目标集群的入射角。
38、优选地，在所述模块m2中：
39、根据不同需求，确定目标集群分配原则：
40、第一种分配原则：每个通道仅用一枚拦截器拦截；
41、第二种分配原则：每个通道能够用多枚拦截器拦截，需要保证每个通道都被拦截；
42、第三种分配原则：不保证每个通道都有一枚拦截器覆盖，确保总拦截面积最大。
43、优选地，在所述模块m3中：
44、联立等效椭圆曲线函数、通道分割线函数，如式(1)所示，得出各交点，如式(2)所示：
45、
46、
47、计算每条通道分割线与区域两条曲线相交长度bi，其中i＝0,1,…,n1，如式(3)所示：
48、
49、判断每条线段bi的长度是否小于l，如果bi≤l，则保留两个交点；若bi＞l，则不满足覆盖要求，则由式(4)求出将替换式(3)中的重新计算bi；计算完成后，继续判断并bi与l的大小关系，得到各通道所需拦截数pi；
50、
51、通过bi计算拦截覆盖面积s(α)，如式(5)所示
52、
53、其中，d为智能体的最大横向机动距离，为平行分割的间距。
54、优选地，在所述模块m4中：
55、受拦截器飞行能力约束，入射角α∈[αmin,αmax]；拦截器总数为m，利用优化算法，对式(5)进行优化，优化函数为：
56、
57、式中，c1、c2为调节系数，根据作战场景定义；k为目标集群分配向量，有其中ki为第i个通道的分配拦截器数量，其中i＝1,2,…,n1；‖k‖1为向量k的一阶范数，并要求；αmax为最优入射角。
58、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
59、本专利技术通过将目标集群区域等效，基于拦截器(每枚本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于区域等效的多对多目标分配方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于区域等效的多对多目标分配方法，其特征在于，在所述步骤S1中：
3.根据权利要求1所述的基于区域等效的多对多目标分配方法，其特征在于，在所述步骤S2中：
4.根据权利要求1所述的基于区域等效的多对多目标分配方法，其特征在于，在所述步骤S3中：
5.根据权利要求1所述的基于区域等效的多对多目标分配方法，其特征在于，在所述步骤S4中：
6.一种基于区域等效的多对多目标分配系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的基于区域等效的多对多目标分配系统，其特征在于，在所述模块M1中：
8.根据权利要求6所述的基于区域等效的多对多目标分配系统，其特征在于，在所述模块M2中：
9.根据权利要求6所述的基于区域等效的多对多目标分配系统，其特征在于，在所述模块M3中：
10.根据权利要求6所述的基于区域等效的多对多目标分配系统，其特征在于，在所述模块M4中：
【技术特征摘要】
1.一种基于区域等效的多对多目标分配方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于区域等效的多对多目标分配方法，其特征在于，在所述步骤s1中：
3.根据权利要求1所述的基于区域等效的多对多目标分配方法，其特征在于，在所述步骤s2中：
4.根据权利要求1所述的基于区域等效的多对多目标分配方法，其特征在于，在所述步骤s3中：
5.根据权利要求1所述的基于区域等效的多对多目标分配方法，其特征在于，在所述步骤s4中：
...【专利技术属性】
技术研发人员：廖欣，方洋旺，梅志伟，刘小磊，朱莹，张子伦，凌丽，
申请(专利权)人：上海机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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