【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于無人機集群偵察能力評估，特別是一種無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性評估方法。
技術介紹
1、偵察探測是無人機主要功能之一，通常認為無人機的探測區域是一個以無人機為中心、半徑為的碟形區域。
2、無人機集群的可用性表示為剩余能執行偵察的無人機數量滿足要求，即可執行性。對于一個較大范圍的目標區域，假設其是半徑為的圓形區域，且?≥，假如僅使用一架或幾架無人機對目標區域進行偵察會花費大量時間。而通過增加無人機數量形成無人機集群體系，則可以對目標區域實現飽和式偵察，使無人機集群體系具備較高的區域覆蓋性。然而，由于目標在整個區域內出現的位置是隨機的，并且每個無人機的偵察范圍也存在差異，再加上無人機在偵察過程中會動態改變所處位置，這就會導致部分目標區域無法被足夠多無人機的探測區域所覆蓋，從而影響無人機集群的實際偵察能力。
3、因此，為確保無人機集群體系具備較好的區域覆蓋能力、降低目標被遺漏的可能性，尋求一種無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性評估方法，以實現評估計算速度快、實時動態評估無人機集群的可執行性水平是十分迫切且必要的。
技術實現思路
1、本專利技術針對上述現有技術中的缺陷，提出一種無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性評估方法。該方法包括基于無人機偵察范圍和目標出現位置，構建單機覆蓋概率模型；基于單機覆蓋概率模型，計算單機覆蓋概率；基于馬爾可夫鏈，評估無人機集群體系的重覆蓋概率；基于無人機偵察組件的特性，構建單機偵察組件執行度變化規律模型；基于單機偵察組
2、本專利技術提供一種無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性評估方法，其包括以下步驟：
3、s1、基于無人機偵察范圍和目標出現位置，構建單機覆蓋概率模型；
4、s11、基于目標區域中心和無人機所處位置，計算第架無人機與目標區域中心的距離：
5、?（1）
6、其中，表示目標區域中心的坐標；表示第架無人機所處位置的坐標；表示無人機編號且，表示無人機數量；
7、s12、基于目標出現位置和無人機所處位置，計算第架無人機與目標出現位置的距離：
8、?（2）
9、其中，表示目標出現位置的坐標；
10、s13、構建單機覆蓋概率模型：令事件；表示第架無人機的偵察組件的探測區域半徑；表示目標區域的半徑；
11、s131、若，則基于圓形飛行區域構建單機覆蓋概率模型；
12、s132、若，則基于環形飛行區域構建單機覆蓋概率模型；
13、s2、基于單機覆蓋概率模型，計算單機覆蓋概率；
14、s3、基于馬爾可夫鏈，評估無人機集群體系的重覆蓋概率；
15、s4、基于無人機偵察組件的特性，構建單機偵察組件執行度變化規律模型；令隨機過程表示無人機偵察組件的特性隨時間的變化趨勢；表示該特性的最低接受水平；
16、s41、針對第架無人機，其偵察組件在時刻能夠用的概率為：
17、?（13）；
18、s42、當一個目標在區域中出現后能夠被第架無人機所發現的概率表示為：
19、?（14）
20、其中，表示常數影響因子；表示事件發生的概率；
21、s5、基于單機偵察組件執行度變化規律模型，評估無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性；
22、s51、對于一個由個無人機構成的無人機集群，其可執行性定義表述為剩余的能執行光電偵察的無人機數量滿足達到重覆蓋所需的無人機數量的最小值，表示為：
23、?（15）
24、其中，表示最小值；表示重覆蓋概率；表示重覆蓋概率閾值；
25、s52、令表示無人機的偵察功能執行與否，若不能執行，則，否則；
26、s53、用替換表達式（11）中的，獲得無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性：
27、?（16）
28、其中，表示“第1架無人機加入無人機集群體系前，目標被0個無人機所覆蓋”；表示“第架無人機加入無人機集群體系后，目標至少被個以上無人機所覆蓋”；表示連乘運算；表示馬爾可夫鏈的概率轉移矩陣。
29、進一步，所述步驟s131具體包括以下步驟：
30、s1311、令事件，則事件發生的概率為：
31、?（3）；
32、s1312、事件下第架無人機能夠覆蓋目標的概率等價于無人機偵察范圍面積與目標范圍面積之比，即：
33、?（4）；
34、s1313、基于表達式（3）和（4），事件下單機覆蓋概率為：
35、?（5）
36、其中，表示覆蓋角度；表示微分；
37、所述步驟s132具體包括以下步驟：
38、s1321、令事件，則事件發生的概率為：
39、?（6）；
40、s1322、事件下第架無人機能夠覆蓋目標的概率等價于無人機偵察范圍的扇形面積與目標范圍面積之比，即：
41、?（7）；
42、s1323、基于表達式（6）和（7），事件下單機覆蓋概率為：
43、（8）。
44、可優選的，所述步驟s2具體包括以下步驟：
45、s21、考慮到事件和事件互斥，則當一個目標出現時能夠被第架無人機所覆蓋的概率，即事件發生的概率為：
46、（9）；
47、s22、基于第架無人機的偵察組件的探測區域半徑和目標區域的半徑，獲得表達式（9）的數值解。
48、可優選的，所述步驟s3具體包括以下步驟：
49、s31、令馬爾可夫鏈表示“第架無人機加入無人機集群時任一目標被無人機所覆蓋的次數”的虛擬隨機過程，則馬爾可夫鏈的狀態空間為：
50、?（10）
51、其中，表示該目標被至少以上架無人機所覆蓋的狀態，為正整數；
52、s32、考慮到事件b發生的概率，則馬爾可夫鏈的概率轉移矩陣為：
53、?（11）；
54、s33、計算無人機集群體系的重覆蓋概率：
55、?（12）。
56、可優選的，所述步驟s41中不同無人機的性能變化規律相同時，不同的取值下的值相同；不同無人機的性能變化規律不同時，不同的取值下的值不同。
57、可優選的，所述步驟s53中；；表示向量轉置運算。
58、與現有技術相比，本專利技術的技術效果為：
59、1、本專利技術設計的一種無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性評估方法，針對給定的目標區域范圍和無人機偵察范圍，獲得目標區域被“重覆本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性評估方法，其特征在于，其包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性評估方法，其特征在于，所述步驟S131具體包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性評估方法，其特征在于，所述步驟S132具體包括以下步驟：
4.根據權利要求1或者2所述的無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性評估方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括以下步驟：
5.根據權利要求1所述的無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性評估方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括以下步驟：
6.根據權利要求1所述的無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性評估方法，其特征在于，所述步驟S41中不同無人機的性能變化規律相同時，不同的取值下的值相同；不同無人機的性能變化規律不同時，不同的取值下的值不同。
7.根據權利要求1所述的無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性評估方法，其特征在于，所述步驟S53中；；表示向量轉置運算。
【技術特征摘要】
1.一種無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性評估方法，其特征在于，其包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性評估方法，其特征在于，所述步驟s131具體包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性評估方法，其特征在于，所述步驟s132具體包括以下步驟：
4.根據權利要求1或者2所述的無人機集群體系偵察能力的區域覆蓋性評估方法，其特征在于，所述步驟s2具體包括以下步驟：
【專利技術屬性】
技術研發人員：林聰，曾照洋，彭文勝，王鑫，
申請(專利權)人：中國航空綜合技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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