兵工学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (2): 240212-.doi: 10.12382/bgxb.2024.0212
侯鹏, 葛玉雪1,2,*(), 裴扬1,2, 岳源1,3, 艾俊强4
收稿日期:
2024-03-25
上线日期:
2025-02-28
通讯作者:
基金资助:
HOU Peng, GE Yuxue1,2,*(), PEI Yang1,2, YUE Yuan1,3, AI Junqiang4
Received:
2024-03-25
Online:
2025-02-28
摘要:
为提升多无人机协同对地打击任务的作战效能并提高协同任务分配效率,提出一种基于作战单元毁伤概率结果的任务分配方法。构建3种典型地面目标毁伤评估模型,计算不同打击方向下各目标的毁伤概率作为任务分配问题的数据支撑。对各无人机挂载不同武器打击地面目标的典型场景,提出改进混合粒子群优化算法解决任务分配问题。利用遗传算法的交叉、变异操作更新粒子位置,对交叉操作、变异操作进行改进并引入粒子反转操作增加粒子的多样性,避免陷入局部最优。通过仿真算例对所提方法进行验证,结果证明在利用毁伤评估模型计算地面目标的毁伤概率后,所提方法能在满足毁伤要求的前提下得到满足约束条件的任务分配方案,且能提高多无人机体系整体上的作战效能。
中图分类号:
侯鹏, 葛玉雪, 裴扬, 岳源, 艾俊强. 基于毁伤评估结果的无人机对地攻击任务分配方法[J]. 兵工学报, 2025, 46(2): 240212-.
HOU Peng, GE Yuxue, PEI Yang, YUE Yuan, AI Junqiang. UAV Air-to-ground Attack Task Assignment Method Based on Damage Assessment Results[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(2): 240212-.
毁伤概率 | 坦克 | 发射架 | 步兵战车 |
---|---|---|---|
反坦克导弹 | 0.692 | 0 | 0 |
导弹1 | 0 | 0.983 | 0.587 |
导弹2 | 0 | 0.942 | 0.427 |
表1 导弹武器对目标的最优毁伤概率
Table 1 Optimal target damage probability
毁伤概率 | 坦克 | 发射架 | 步兵战车 |
---|---|---|---|
反坦克导弹 | 0.692 | 0 | 0 |
导弹1 | 0 | 0.983 | 0.587 |
导弹2 | 0 | 0.942 | 0.427 |
类别 | 数量 | 无人机编号-挂载武器类型 |
---|---|---|
站点1 | 4 | 1-(1,3,3),2-(1,1,3),3-(1,2,3),4-(1,3,2) |
站点2 | 5 | 5-(3,2,3),6-(2,1,2),7-(3,2,1),8-(3,1,2), 9-(3,2,2) |
站点3 | 4 | 10-(3,2,3),11-(2,1,2),12-(2,1,2),13-(2,2,3) |
表2 无人机配置信息
Table 2 UAV configuration information
类别 | 数量 | 无人机编号-挂载武器类型 |
---|---|---|
站点1 | 4 | 1-(1,3,3),2-(1,1,3),3-(1,2,3),4-(1,3,2) |
站点2 | 5 | 5-(3,2,3),6-(2,1,2),7-(3,2,1),8-(3,1,2), 9-(3,2,2) |
站点3 | 4 | 10-(3,2,3),11-(2,1,2),12-(2,1,2),13-(2,2,3) |
类别 | 数量 | 目标编号-位置坐标/km |
---|---|---|
坦克 | 2 | 1-(20,153),2-(198,144) |
发射架 | 2 | 3-(39,194),4-(156,167) |
步兵战车 | 4 | 5-(5,134),6-(116,154),7- (41,120), 8-(107,108) |
表3 目标属性信息
Table 3 Target configuration information
类别 | 数量 | 目标编号-位置坐标/km |
---|---|---|
坦克 | 2 | 1-(20,153),2-(198,144) |
发射架 | 2 | 3-(39,194),4-(156,167) |
步兵战车 | 4 | 5-(5,134),6-(116,154),7- (41,120), 8-(107,108) |
毁伤概率 | 任务序列 | 挂载形式 |
---|---|---|
UAV1 | T1-T3-T3 | 1-3-3 |
UAV2 | T2-T2-~ | 1-1-3 |
UAV3 | 1-2-3 | |
UAV4 | ~-T7-T3 | 1-3-2 |
UAV5 | 3-2-3 | |
UAV6 | T5-T5-T1 | 2-2-1 |
UAV7 | ~-T7-~ | 3-2-1 |
UAV8 | 3-1-2 | |
UAV9 | ~-T8-T8 | 3-2-2 |
UAV10 | ~-T6-~ | 3-2-3 |
UAV11 | T4-~-T4 | 2-1-2 |
UAV12 | 2-1-2 | |
UAV13 | T6-T4-~ | 2-2-3 |
表4 最优任务分配方案
Table 4 Optimal task assignment scheme
毁伤概率 | 任务序列 | 挂载形式 |
---|---|---|
UAV1 | T1-T3-T3 | 1-3-3 |
UAV2 | T2-T2-~ | 1-1-3 |
UAV3 | 1-2-3 | |
UAV4 | ~-T7-T3 | 1-3-2 |
UAV5 | 3-2-3 | |
UAV6 | T5-T5-T1 | 2-2-1 |
UAV7 | ~-T7-~ | 3-2-1 |
UAV8 | 3-1-2 | |
UAV9 | ~-T8-T8 | 3-2-2 |
UAV10 | ~-T6-~ | 3-2-3 |
UAV11 | T4-~-T4 | 2-1-2 |
UAV12 | 2-1-2 | |
UAV13 | T6-T4-~ | 2-2-3 |
毁伤概率 | 坦克 | 发射架 | 步兵战车 |
---|---|---|---|
反坦克导弹 | 0.500 | 0 | 0 |
导弹1 | 0 | 0.693 | 0.338 |
导弹2 | 0 | 0.569 | 0.224 |
表5 导弹武器对目标的平均毁伤概率
Table 5 Average target damage probability
毁伤概率 | 坦克 | 发射架 | 步兵战车 |
---|---|---|---|
反坦克导弹 | 0.500 | 0 | 0 |
导弹1 | 0 | 0.693 | 0.338 |
导弹2 | 0 | 0.569 | 0.224 |
毁伤概率 | 任务序列 | 挂载形式 |
---|---|---|
UAV1 | T1-T5-T5 | 1-3-3 |
UAV2 | T1-T1-T4 | 1-1-3 |
UAV3 | ~-T5-T5 | 1-2-3 |
UAV4 | T1-T7-T7 | 1-3-2 |
UAV5 | T8-T3-T3 | 3-2-3 |
UAV6 | T4-T4-T2 | 2-2-1 |
UAV7 | T8~T6-T2 | 3-2-1 |
UAV8 | 3-1-2 | |
UAV9 | T7-T3-T6 | 2-3-2 |
UAV10 | ~-T8-T8 | 3-2-3 |
UAV11 | T4-T4-T2 | 2-2-1 |
UAV12 | T6-T6-T2 | 2-2-1 |
UAV13 | T7-T3-T3 | 2-2-3 |
表6 基于平均毁伤概率的任务分配方案
Table 6 Task assignment scheme based on average damage probability
毁伤概率 | 任务序列 | 挂载形式 |
---|---|---|
UAV1 | T1-T5-T5 | 1-3-3 |
UAV2 | T1-T1-T4 | 1-1-3 |
UAV3 | ~-T5-T5 | 1-2-3 |
UAV4 | T1-T7-T7 | 1-3-2 |
UAV5 | T8-T3-T3 | 3-2-3 |
UAV6 | T4-T4-T2 | 2-2-1 |
UAV7 | T8~T6-T2 | 3-2-1 |
UAV8 | 3-1-2 | |
UAV9 | T7-T3-T6 | 2-3-2 |
UAV10 | ~-T8-T8 | 3-2-3 |
UAV11 | T4-T4-T2 | 2-2-1 |
UAV12 | T6-T6-T2 | 2-2-1 |
UAV13 | T7-T3-T3 | 2-2-3 |
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