一种面向协同拦截的智能目标分配方法及其装置

本公开涉及作战模拟，具体涉及一种面向协同拦截的智能目标分配方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、采用多个拦截器对目标进行拦截的协同作战模式能够使各个拦截器在作战过程中相互配合，从而增强整体作战能力，有效提升拦截成功概率。与此同时，随着作战规模的提升，当目标个数较多时，多对多场景下的快速目标分配方法逐渐成为研究热点。

2、因此，如何充分利用战场态势信息给出合理可行的多目标分配方案是多对多作战过程中需要解决的主要问题之一。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本公开实施例提供的一种面向协同拦截的智能目标分配方法、装置、电子设备及存储介质，该方法通过构建战场态势评价函数对复杂的态势信息进行了充分考虑，并采用一定的编码策略实现了分配方案与编码矩阵的一一对应，利用改进的离散粒子群算法对编码矩阵进行迭代更新，实现了最优的多对多目标分配方案。

2、本公开的第一个方面提供了面向协同拦截的智能目标分配方法，包括：根据分析空间态势优势和目标威胁程度，构建多个拦截器与多个目标之间的态势函数；对作战场景进行二进制编码，得到二进制编码矩阵；根据二进制编码矩阵和预置拦截规则，得到初始目标分配编码矩阵；利用离散粒子群法对初始目标分配编码矩阵进行迭代更新，得到目标分配编码矩阵；其中，目标分配编码矩阵指示多个拦截器中每个拦截器与多个目标之间的拦截关系。

3、进一步地，利用离散粒子群法对目标分配编码矩阵进行迭代更新，得到目标分配编码矩阵，包括：根据预置粒子维数，设置初始目标分配编码矩阵中每个初始目标分配编码矩阵的初始值；确定初始目标分配编码矩阵中每个初始目标分配编码矩阵是否满足第一约束条件；在初始目标分配编码矩阵中每个初始目标分配编码矩阵均满足第一约束条件的情况下，根据态势函数，得到每个初始目标分配编码矩阵的态势函数值并开始迭代更新；确定当前迭代次数是否达到预置迭代次数；在当前迭代次数未达到预置迭代次数的情况下，根据离散粒子群法对每个粒子进行位置更新，计算与每个粒子对应的目标分配编码矩阵的态势函数值，以及根据态势函数值更新每个粒子的自身最佳位置和全局最佳位置，得到目标分配编码矩阵。

4、进一步地，根据态势函数值更新每个粒子的自身最佳位置和全局最佳位置，得到目标分配编码矩阵，包括：确定当前迭代中与每个粒子对应的目标分配编码矩阵的态势函数值中的最大态势函数值；将最大态势函数值与各个粒子的自身最佳位置和全局最佳位置对应的态势函数值进行比较，得到比较结果；在比较结果指示最大态势函数值比各个粒子的自身最佳位置大，则更新当前粒子的自身最佳位置，以及最大态势函数值比全局最佳位置对应的态势函数值大，则更新当前粒子的全局最佳位置；将与更新后的全局最佳位置对应的目标分配编码矩阵设置为目标分配编码矩阵，并输出目标分配编码矩阵。

5、进一步地，利用离散粒子群法对目标分配编码矩阵进行迭代更新，得到目标分配编码矩阵，还包括：在初始目标分配编码矩阵中存在初始目标分配编码矩阵不满足第一约束条件的情况下，更新各个粒子位置后重新开始迭代；根据更新后的各个粒子位置，重新设置初始目标分配编码矩阵中每个初始目标分配编码矩阵的初始值；确定初始目标分配编码矩阵中每个初始目标分配编码矩阵是否满足第一约束条件；在初始目标分配编码矩阵中每个初始目标分配编码矩阵均满足第一约束条件的情况下，根据态势函数，得到每个初始目标分配编码矩阵的态势函数值；确定当前迭代次数是否达到预置迭代次数；在当前迭代次数达到预置迭代次数的情况下，根据全局最佳位置对应的目标编码矩阵，得到目标分配编码矩阵。

6、进一步地，利用离散粒子群法对目标分配编码矩阵进行迭代更新，得到目标分配编码矩阵，包括：根据预置粒子维数，设置初始目标分配编码矩阵中每个初始目标分配编码矩阵的初始值；确定初始目标分配编码矩阵中每个初始目标分配编码矩阵是否满足第一约束条件；在初始目标分配编码矩阵中每个初始目标分配编码矩阵均满足第一约束条件的情况下，根据态势函数，得到每个初始目标分配编码矩阵的态势函数值并开始迭代更新；确定当前迭代次数是否达到预置迭代次数；在当前迭代次数达到预置迭代次数的情况下，根据全局最佳位置对应的目标编码矩阵，得到目标分配编码矩阵。

7、进一步地，第一约束条件满足以下关系：

8、

9、其中，cij表示目标分配编码矩阵中各元素，cij＝0或1，i∈[1，n]，j∈[1，m]，n表示目标数量，m表示拦截器数量。

10、进一步地，粒子的位置更新条件满足以下关系：

11、

12、其中，表示离散粒子群算法中二进制数每个维度的取值；rand为0到1之间的随机数，

13、本公开的第二个方面提供了一种面向协同拦截的智能目标分配装置，包括：空间态势模块，配置为根据分析空间态势优势和目标威胁程度，构建多个拦截器与多个目标之间的态势函数；编码模块，配置为对作战场景进行二进制编码，得到二进制编码矩阵；矩阵确认模块，配置为根据二进制编码矩阵和预置拦截规则，得到初始目标分配编码矩阵；目标分配模块，配置为利用离散粒子群法对初始目标分配编码矩阵进行迭代更新，得到目标分配编码矩阵；其中，目标分配编码矩阵指示多个拦截器中每个拦截器与多个目标之间的拦截关系。

14、本公开的第三个方面提供了一种电子设备，包括：存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现本公开的第一个方面提供的面向协同拦截的智能目标分配方法。

15、本公开的第四个方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现本公开的第一个方面提供的面向协同拦截的智能目标分配方法。

16、本公开提供的一种面向协同拦截的智能目标分配方法及其装置，该方法针对现有技术中目标分配无法找到全局最优解和收敛速度慢的局限性，通过编码方式设计完成了分配方案与决策矩阵的一一映射，在此基础上对现有的离散粒子群算法进行改进，增强了算法的探索能力和收敛速度，提高了算法效率，使得算法能够满足在线目标分配快速性要求。同时，通过态势函数的设计对复杂战场态势下的各类信息进行了充分考虑，提升了最终目标分配结果的置信度，使得算法能够更好地运用于工程实践。

技术特征：

1.一种面向协同拦截的智能目标分配方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的面向协同拦截的智能目标分配方法，其特征在于，所述利用离散粒子群法对所述目标分配编码矩阵进行迭代更新，得到目标分配编码矩阵，包括：

3.根据权利要求2所述的面向协同拦截的智能目标分配方法，其特征在于，所述根据态势函数值更新每个粒子的自身最佳位置和全局最佳位置，得到所述目标分配编码矩阵，包括：

4.根据权利要求2所述的面向协同拦截的智能目标分配方法，其特征在于，所述利用离散粒子群法对所述目标分配编码矩阵进行迭代更新，得到目标分配编码矩阵，还包括：

5.根据权利要求1所述的面向协同拦截的智能目标分配方法，其特征在于，所述利用离散粒子群法对所述目标分配编码矩阵进行迭代更新，得到目标分配编码矩阵，包括：

6.根据权利要求2所述的面向协同拦截的智能目标分配方法，其特征在于，所述第一约束条件满足以下关系：

7.根据权利要求5所述的面向协同拦截的智能目标分配方法，其特征在于，所述粒子的位置更新条件满足以下关系：

8.一种面向协同拦截的智能目标分配装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行根据权利要求1～7中任一项所述的面向协同拦截的智能目标分配方法。

技术总结
本公开提供了一种面向协同拦截的智能目标分配方法及其装置，该方法包括：根据分析空间态势优势和目标威胁程度，构建多个拦截器与多个目标之间的态势函数；对作战场景进行二进制编码，得到二进制编码矩阵；根据二进制编码矩阵和预置拦截规则，得到初始目标分配编码矩阵；利用离散粒子群法对初始目标分配编码矩阵进行迭代更新，得到目标分配编码矩阵；其中，目标分配编码矩阵指示多个拦截器中每个拦截器与多个目标之间的拦截关系。

技术研发人员：卢青,周军,赵斌
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15