CN110007689A

CN110007689A - 反异构无人机的任务分配方法及装置

Info

Publication number: CN110007689A
Application number: CN201910345600.4A
Authority: CN
Inventors: 王书峰; 姜春福; 张男; 韩鲁
Original assignee: Beijing Kexing Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Kexing Technology Co Ltd
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2019-07-12
Anticipated expiration: 2039-04-26
Also published as: CN110007689B

Abstract

本发明提供了一种反异构无人机的任务分配方法及装置，该方法包括：获取异构无人机的运动轨迹上的至少两个点的位置信息；根据至少两个点的位置信息确定运动轨迹的方程；根据运动轨迹的方程和激光武器的有效打击范围的方程计算交点位置信息；根据交点位置信息和被探测到的时刻及速度计算进出有效打击范围的时刻；根据进入有效打击范围的时刻对无人机目标从早到晚排序，再根据离开有效打击范围的时刻从早到晚排序，再进一步根据各无人机的被打击所需时间从长到短排序；依据打击效益最大化的原则，通过两两进行分配优先性比较的方式依次确定无人机目标的被打击顺序及打击时间窗口，分配打击任务。通过上述方案能提高对异构无人机的打击效益。

Description

反异构无人机的任务分配方法及装置

技术领域

本发明涉及反制无人机的技术领域，尤其涉及一种反异构无人机的任务分配方法及装置。

背景技术

随着无人机技术的迅猛发展，无人机商业化程度越来越高，同时，其会给社会安全带来很大威胁。例如，可以携带一定载荷、能够执行特定任务的无人机平台，会对公共安全，如政府要地、重要经济目标和重大活动安保等构成严重威胁。特别是，为了弥补单个无人机有效载荷少、作用距离短、打击能力弱、易被击落等不足而发展起来的蜂群攻击战法，其对要地目标的危害性更大。

然而，在反无人机作战中，蜂群攻击的防范和打击难度要远远大于单个无人机，其对雷达探测、激光打击及各系统之间的配合提出了更高的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种反异构无人机的任务分配方法及装置，以提高对异构无人机蜂群攻击的打击效益。

为了达到上述目的，本发明采用以下方案实现：

根据本发明的一个方面，反异构无人机的任务分配方法，包括：

获取异构无人机中各无人机目标的运动轨迹上的至少两个点的位置信息；

根据所述至少两个点的位置信息确定相应的所述无人机目标的运动轨迹的方程；

根据所述无人机目标的运动轨迹的方程和激光武器的有效打击范围的方程，计算相应的所述无人机目标的运动轨迹和所述激光武器的有效打击范围的交点位置信息；

根据所述交点位置信息和相应的所述无人机目标的被探测到的时刻及被探测到时的速度，计算所述无人机目标进入所述有效打击范围的时刻及离开所述有效打击范围的时刻；

根据各所述无人机目标进入所述有效打击范围的时刻对各所述无人机目标按从早到晚的顺序进行排序，对于进入所述有效打击范围的时刻相同的各所述无人机目标，进一步根据离开所述有效打击范围的时刻按从早到晚的顺序进行排序，对于进入所述有效打击范围的时刻相同且离开所述有效打击范围的时刻相同的各所述无人机目标，再进一步根据各所述无人机目标的被打击所需时间按从长到短的顺序进行排序；

依据打击效益最大化的原则，根据进入所述有效打击范围的时刻、离开所述有效打击范围的时刻、及各所述无人机目标的被打击所需时间，通过两两进行分配优先性比较的方式依次确定排序后的各所述无人机目标的被打击顺序及打击时间窗口；

根据各所述无人机目标的被打击顺序及打击时间窗口给所述激光武器分配打击异构无人机的任务。

根据本发明的又一个方面，计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例所述方法的步骤。

根据本发明的再一个方面，计算机设备，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，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例所述方法的步骤。

本发明的反异构无人机的任务分配方法、计算机可读存储介质及计算机设备，能够实现充分利用激光武器资源，提高对异构无人机的打击效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明一实施例的反异构无人机的任务分配方法的流程示意图；

图2是本发明另一实施例的反异构无人机的任务分配方法的流程示意图；

图3是本发明一实施例中确定排序后的各无人机目标的被打击顺序及打击时间窗口的方法流程示意图；

图4是本发明一实施例中雷达探测范围、激光武器有效打击范围及无人机直线运动轨迹的二维示意图；

图5是本发明一实施例中对无人机目标的时间窗口进行排序的示意图；

图6至图36是本发明一些实施例中两个无人机目标的时间窗口关系的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

需要预先说明的是，异构无人机可以是蜂群无人机，一般包含多个无人机，在反无人机作战中，异构无人机中各无人机的被打击(例如，被击落)所需时间可以不同。本发明提出了一种反异构无人机的任务分配方法，能够用于针对性打击异构无人机，能够充分利用激光武器等反制系统资源，提高打击异构无人机的效益。

图1是本发明一实施例的反异构无人机的任务分配方法及装置的流程示意图。如图1所示，一些实施例中，反异构无人机的任务分配方法，可包括：

步骤S110：获取异构无人机中各无人机目标的运动轨迹上的至少两个点的位置信息；

步骤S120：根据所述至少两个点的位置信息确定相应的所述无人机目标的运动轨迹的方程；

步骤S130：根据所述无人机目标的运动轨迹的方程和激光武器的有效打击范围的方程，计算相应的所述无人机目标的运动轨迹和所述激光武器的有效打击范围的交点位置信息；

步骤S140：根据所述交点位置信息和相应的所述无人机目标的被探测到的时刻及被探测到时的速度，计算所述无人机目标进入所述有效打击范围的时刻及离开所述有效打击范围的时刻；

步骤S150：根据各所述无人机目标进入所述有效打击范围的时刻对各所述无人机目标按从早到晚的顺序进行排序，对于进入所述有效打击范围的时刻相同的各所述无人机目标，进一步根据离开所述有效打击范围的时刻按从早到晚的顺序进行排序，对于进入所述有效打击范围的时刻相同且离开所述有效打击范围的时刻相同的各所述无人机目标，再进一步根据各所述无人机目标的被打击所需时间按从长到短的顺序进行排序；

步骤S160：依据打击效益最大化的原则，根据进入所述有效打击范围的时刻、离开所述有效打击范围的时刻、及各所述无人机目标的被打击所需时间，通过两两进行分配优先性比较的方式依次确定排序后的各所述无人机目标的被打击顺序及打击时间窗口；

步骤S170：根据各所述无人机目标的被打击顺序及打击时间窗口给所述激光武器分配打击异构无人机的任务。

在上述步骤S110中，将异构无人机中的无人机作为打击目标，即无人机目标。对于每无人机目标，可以在其先后经过两个或更多点时，获取该些点的位置信息。无人机目标运动经过的点的位置信息，例如二维或三维坐标值，可以通过雷达或其他类型的装置定位得到。其中，定位到的无人机目标经过的点可以是固定的或者是实时更新的。

在上述步骤S120中，可以通过拟合或设定方程类型的方式确定无人机目标的运动轨迹的方程。例如，可以假设无人机目标的运动轨迹为直线、指数曲线等，相应地，得到的无人机目标的运动轨迹的方程为直线方程、指数曲线方程等。在无人机目标经过的点被实时更新的情况下，可以实时得到更新的无人机目标的运动轨迹的方程，根据定位到的无人机目标的不同点得到的运动轨迹的方程可有所不同。在假设无人机目标的运动轨迹为直线的情况下，仅根据两个点的位置信息就可以确定无人机目标的运动轨迹的直线方程。

在上述步骤S130中，该激光武器的有效打击范围的方程，例如最大有效打击范围的方程，可以根据激光武器的情况确定，例如可以为圆方程。具体地，可以通过求解包括无人机目标的运动轨迹的方程和激光武器的有效打击范围的方程的方程组得到其二者的交点位置信息，在运动轨迹和有效打击范围之间存在交点的情况下，可以有，一个交点、两个交点或更多交点。在有效打击范围为圆形且无人机目标的运动轨迹为直线的情况下，若其二者之间有两个交点，则可以认为该无人机目标是该激光武器的打击目标；若其二者之间没有交点，则说明该激光武器打击不到该无人机目标，此时可以认为该无人机目标不成为该激光武器的打击目标；若其二者之间有一个交点，则说明该无人机目标的直线形的运动轨迹与该激光武器的圆形的有效打击范围相切，此时可以认为该激光武器无法打击到该无人机目标，即，可以认为该无人机目标不成为该激光武器的打击目标。在利用多个激光武器打击异构无人机的情况下，可以针对每个激光武器的有效打击范围得到能够作为其打击目标的无人机目标对应的交点位置信息。

在上述步骤S140中，在利用雷达对无人机目标进行定位的情况下，可以将无人机目标进入雷达的有效探测范围时的时刻作为无人机目标的被探测到的时刻，将无人机目标进入雷达的有效探测范围时的瞬时速度作为无人机目标的被探测到时的速度。在其他实施例中，可以将无人机目标进入雷达的有效探测范围后的某一时刻作为无人机目标的被探测到的时刻，并将得到的相应的瞬时速度作为无人机目标的被探测到时的速度。

在上述步骤S150中，优先按照无人机目标进入所述有效打击范围的时刻进行排序。在无人机目标进入所述有效打击范围的时刻相同的情况下，按照无人机目标离开所述有效打击范围的时刻进行排序。在无人机目标进入所述有效打击范围的时刻和无人机目标离开所述有效打击范围的时刻均相同的情况下，即无人机的打击时间窗口完全相同，可以随机排序。

在上述步骤S160中，打击效益最大化的原则可以包括击落优先于击伤、打击的无人机目标的数量尽量多、特殊无人机目标(例如蜂群无人机中的领机)优先打击等。对于一个无人机目标，根据其进入所述有效打击范围的时刻和其离开所述有效打击范围的时刻可以计算得到该无人机目标的最大打击时间窗口。通过对比该无人机目标的最大打击时间窗口和该无人机目标的被打击所需时间，可以得知该无人机目标是可以被击落，还是只能被击伤。根据不同无人机目标的进入所述有效打击范围的时刻之间的关系，以及该不同无人机目标的离开所述有效打击范围的时刻之间的关系确定，不同无人机目标的优先分配顺序等。对于各个无人机目标，所确定得到的打击时间窗口可能等于或小于相应无人机目标的最大打击时间窗口，或者，在一些情况下，会放弃对某个或某些无人机目标进行打击，此时可认为确定得到的相应的打击时间窗口为零。异构无人机中不同无人机的被打击所需时间可能不同，所以在对两个无人机目标进行比较来确定被打击顺序及打击时间窗口时，所用到的被打击所需时间是无人机各自对应的被打击所需时间。

在上述步骤S170中，确定得到的无人机目标的打击时间窗口可以体现窗口宽度、打击起始时间及打击终止时间。将打击一个无人机目标的任务分配给一激光武器之后，在到达该无人机目标对应的打击时间窗口后，可以自动触发控制利用该激光武器打击该无人机目标。

本实施例中，通过利用运动轨迹方程和有效打击范围方程得到无人机进出打击范围的交点位置，根据交点位置和无人机的速度得到无人机进出打击范围的时间，根据无人机进出打击范围的时间对激光武器所对应的所有无人机打击目标进行排序，并依据打击效益最大化的原则确定该激光武器所对应的各无人机的打击顺序及打击时间窗口，进而根据无人机的被打击顺序及打击时间窗口给该激光武器分配打击任务，能够实现充分利用激光武器资源，提高对异构无人机的打击效益。

在一些实施例中，上述步骤S120，即，根据所述至少两个点的位置信息确定相应的所述无人机目标的运动轨迹的方程的具体实施方式，可包括：根据所述至少两个点的位置信息确定一直线方程，作为相应的所述无人机目标的运动轨迹的方程。

本实施例中，假设无人机的运动轨迹为直线，可以根据无人机的两个位置方便、快速地确定运动轨迹，从而预测运动轨迹和探测范围的交点位置。而且，由于最少只需要两个点就可以确定一条直线，所以，可以实时根据最新的运动位置确定直线。另外，当有很多个点的位置时，可以通过拟合得到直线方程，使得预测结果更准确。

在一些实施例中，上述步骤S130，即，根据所述无人机目标的运动轨迹的方程和激光武器的有效打击范围的方程，计算相应的所述无人机目标的运动轨迹和所述激光武器的有效打击范围的交点位置信息的具体实施方式，可包括：求解由所述直线方程和激光武器的最大有效打击范围对应的圆方程构成的方程组，得到相应的所述无人机目标的运动轨迹和所述激光武器的有效打击范围的交点位置信息。

本实施例中，假设运动轨迹为直线，并认为激光武器的最大有效打击范围为圆形，以此可以方便地求解出方程组的解析解，求解结果快速且准确。在其他实施例中，可以通过数值计算得到由无人机目标的运动轨迹的方程和激光武器的有效打击范围的方程构成的方程组的解。

图2是本发明另一实施例的反异构无人机的任务分配方法的流程示意图。如图2所示，图1 所示反异构无人机的任务分配方法，上述步骤S140之前，即，根据所述交点位置信息和相应的所述无人机目标的被探测到的时刻及被探测到时的速度，计算所述无人机目标进入所述有效打击范围的时刻及离开所述有效打击范围的时刻之前，还可包括：

步骤S180：判断所述无人机目标的当前位置是否位于所述激光武器的有效打击范围之内，若是，将所述交点位置信息中的进入所述激光武器的有效打击范围时的交点的位置信息更新为所述无人机目标的当前位置的信息。

在上述步骤S180中，例如利用雷达可以实时定位到无人机目标的当前位置，在利用之前定位得到的至少两个点的位置信息计算出交点位置信息后，由于上述步骤S120、步骤S130等会耗费一定时间，所以无人机目标所在位置可能已经发生变化，即，无人机目标的当前位置可能已经不是一开始定位到的用于计算交点位置的位置。因此，若无人机目标的当前位置仍位于激光武器的有效打击范围之外，可以仍使用原来计算得到的交点位置信息，若无人机目标的当前位置仍位于激光武器的有效打击范围之内，可以利用当前位置的信息代替之前求得的交点位置信息。

本实施例中，通过更新交点位置信息，可以防止无人机目标已进入激光武器的有效打击范围之内，但仍计算出到达刚进入有效打击范围时的交点的时间等信息的情况，从而能够提高后续计算结果的准确性。

图3是本发明一实施例中确定排序后的各无人机目标的被打击顺序及打击时间窗口的方法流程示意图。如图3所示，在一些实施例中，上述步骤S160，即，根据进入所述有效打击范围的时刻、离开所述有效打击范围的时刻、及各所述无人机目标的被打击所需时间，通过两两进行分配优先性比较的方式依次确定排序后的各所述无人机目标的被打击顺序及打击时间窗口，可包括：

步骤S161：比较排序后的所述无人机目标中的第一个无人机目标的进入所述有效打击范围的时刻t₁₀、排序后的所述无人机目标中的第二个无人机目标的进入所述有效打击范围的时刻t₂₀、所述第一个无人机目标的离开所述有效打击范围的时刻t₁₁、及所述第二个无人机目标的离开所述有效打击范围的时刻t₂₁之间的大小关系，以确定所述第一个无人机目标的最大打击时间窗口和所述第二个无人机目标的最大打击时间窗口之间的关系；所述第一个无人机目标排在所述第二个无人机目标之前；

步骤S162：根据比较结果，依据打击效益最大化的原则，根据所述第一个无人机目标的进入所述有效打击范围的时刻t₁₀、所述第二个无人机目标的进入所述有效打击范围的时刻t₂₀、所述第一个无人机目标的离开所述有效打击范围的时刻t₁₁、所述第二个无人机目标的离开所述有效打击范围的时刻t₂₁、所述第一个无人机目标的被打击所需时间T₁、及所述第二个无人机目标的被打击所需时间T₂，确定所述第一个无人机目标和所述第二个无人机目标的被打击顺序及打击时间窗口。

在上述步骤S161中，该第一个无人机目标和该第二个无人机目标可以是通过上述步骤S150 排序得到的异构无人机中的头两个无人机。具体地，可以通过比较t₁₀和t₂₀、t₁₁和t₂₁、并比较t₂₀和t₁₁，可以确定第一个无人机目标和第二无人机目标是属于起始时刻和终止时刻均相同、起始时刻相同但终止时刻不同、起始时刻不同但打击时间窗口部分重叠、起始时刻不同但一个无人机的最大打击时间窗口包含另一个无人机的最大打击时间窗口、二者最大打击时间窗口完全不重叠中的哪种情况。

在上述步骤S162中，通过上述步骤S161判断第一个无人机目标的最大打击时间窗口和该第二个无人机目标的最大打击时间窗口之间关系是属于哪一种，进而可以根据所属分类做更具体的判断，例如，针对每个无人机目标，通过比较最大打击时间窗口与无人机目标的被打击所需时间判断无人机目标是否能被击落，还是只能被击伤，通过比较打击第一个无人机目标后为第二个无人机目标剩余的打击时间与该第二个无人机目标的最大打击时间窗口判断打击第一个无人机目标后是否能击落或击伤第二个无人机目标。

本实施例中，通过先确定第一个无人机目标的最大打击时间窗口和第二个无人机目标的最大打击时间窗口之间的关系确定二者的打击窗口关系类型，再针对该类型做进一步判断，能够全面地进行分析判断。

在一些实施例中，上述步骤S162，即，根据比较结果，依据打击效益最大化的原则，根据所述第一个无人机目标的进入所述有效打击范围的时刻t₁₀、所述第二个无人机目标的进入所述有效打击范围的时刻t₂₀、所述第一个无人机目标的离开所述有效打击范围的时刻t₁₁、所述第二个无人机目标的离开所述有效打击范围的时刻t₂₁、所述第一个无人机目标的被打击所需时间T₁、及所述第二个无人机目标的被打击所需时间T₂，确定所述第一个无人机目标和所述第二个无人机目标的被打击顺序及打击时间窗口，可包括：

其中，第一个无人机目标排在第二个无人机目标之前，说明t₁₀≤t₂₀。第一个无人机目标的被打击所需时间T₁和第二个无人机目标的被打击所需时间T₂之间的关系可以是，T₁>T₂，T₁＝T₂， T₁<T₂。

在t₁₀＝t₂₀且t₁₁＝t₂₁的情况下，第一个无人机目标和第二个无人机目标的最大打击时间窗口完全相同。若t₁₀+T₁≤t₁₁且t₂₀+T₂≤t₂₁，第一个无人机目标和第二个无人机目标均可被击落，更具体地，可以分为两种情况：第一种是t₂₁-T₂≥t₁₀+T₁，第二种是t₂₁-T₂＜t₁₀+T₁。对于前一种情况，击落第一个无人机目标后，还有足够时间击落第二个无人机目标，二者可以兼顾。对于后一种情况，击落第一个无人机目标后，没有足够时间击落第二个无人机目标，只能击伤第二个无人机目标，二者不能兼顾。上述两种情况都可以优先打击第一个无人机目标，然后再击落或击伤第二个无人机目标。

在t₁₀＝t₂₀且t₁₁＝t₂₁的情况下，若t₁₀+T₁＞t₁₁，t₂₀+T₂≤t₂₁，则第一个无人机目标不能被击落，只能被击伤，第二个无人机目标能够被击落，可以优先打击第二个无人机目标，再击伤第一个无人机目标。类似地，若t₁₀+T₁≤t₁₁，t₂₀+T₂＞t₂₁则第二个无人机目标不能被击落，只能被击伤，第一个无人机目标能够被击落，可以优先打击第一个无人机目标，再击伤第二个无人机目标。

在t₁₀＝t₂₀且t₁₁＝t₂₁的情况下，若t₁₀+T₁＞t₁₁，t₂₀+T₂＞t₂₁，第一个无人机目标和第二个无人机目标均不能被击落。可以直接放弃分配所述第一个无人机目标，并将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₂₀，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₂₁；或者根据T₁和T₂的大小关系进步分类确定分配策略，如果T₁≥T₂， (t₂₁-t₂₀)/(t₂₀+T₂)相较于(t₁₁-t₁₀)/(t₁₀+T₁)更接近1，确认所述第二个无人机目标的分配优先性优于所述第一个无人机目标，可使打击效益最大；如果T₁＜T₂，(t₁₁-t₁₀)/(t₁₀+T₁)相较于 (t₂₁-t₂₀)/(t₂₀+T₂)更接近1，确认所述第一个无人机目标的分配优先性优于所述第二个无人机目标，可使打击效益最大。另一个无人机以无时间打击，所以只能放弃。

在t₁₀＝t₂₀且t₁₁≠t₂₁的情况下，若t₁₀+T₁≤t₁₁且t₂₀+T₂≤t₂₁，则第一个无人机目标和第二个无人机目标均可被击落。更具体地，可以进一步分为两种情况：第一种是t₂₁-T₂≥t₁₀+T₁，第二种是t₂₁-T₂＜t₁₀+T₁。对于前一种情况，击落第一个无人机目标后，还有足够时间击落第二个无人机目标，二者可以兼顾。对于后一种情况，击落第一个无人机目标后，没有足够时间击落第二个无人机目标，只能击伤第二个无人机目标，二者不能兼顾。上述两种情况都可以优先打击第一个无人机目标，然后再击落或击伤第二个无人机目标。

在t₁₀＝t₂₀且t₁₁≠t₂₁的情况下，若t₁₀+T₁＞t₁₁且t₂₀+T₂≤t₂₁，第一个无人机目标不能被击落，只能被击伤，第二个无人机目标能够被击落，此时可以优先分配第二个无人机目标，击落第二个无人机目标，再利用剩余时间击伤第一个无人机目标。类似地，若t₁₀+T₁≤t₁₁，t₂₀+T₂＞t₂₁，第二个无人机目标不能被击落，只能被击伤，第一个无人机目标能够被击落，此时可以优先分配第一个无人机目标，击落第一个无人机目标，再利用剩余时间击伤第二个无人机目标。

在t₁₀＝t₂₀且t₁₁≠t₂₁的情况下，若t₁₀+T₁＞t₁₁，t₂₀+T₂＞t₂₁，第一个无人机目标和第二个无人机目标均不能被击落，只能被击伤。可以直接放弃这两个无人机目标，或者先击伤第一个无人机目标，再利用剩余时间击伤第二个无人机目标。

在t₁₀≠t₂₀、t₁₁≠t₂₁且t₁₁≥t₂₀的情况下，第一个无人机目标和第二个无人机目标二者的起点时间和终点时间均不同，且有部分时间重叠。若t₁₁≥t₁₀+T₁，则第一个无人机目标能够被击落，更具体地。进一步，如果t₂₀≥t₁₀+T₁，则第二无人机目标的起点时间(起始时刻)不受第一个无人机目标影响，如果t₂₀＜t₁₀+T₁，则第二无人机目标的起点时间(起始时刻)受第一个无人机目标影响，这两种情况均可以先打击第一个无人机目标，再打击第二无人机目标。

在t₁₀≠t₂₀、t₁₁≠t₂₁且t₁₁≥t₂₀的情况下，若t₁₁＜t₁₀+T₁，第一个无人机目标不能被击落，只能被击伤，可以直接放弃分配第一个无人机目标。或者，进一步，更具体地，如果t₂₁-T₂≥t₁₁，则第二无人机目标可以被击落，且先打击第一个无人机目标后，仍能够击落第二无人机目标；如果t₂₁-T₂＜t₂₀，则第二无人机目标只可以被击伤，上述两种情况均可以优先分配第一个无人机目标，再分配第二无人机目标，且第二无人机目标的起点时间临时确定为t₁₁。如果 t₂₀≤t₂₁-T₂＜t₁₁，则第二无人机目标可以被击落，则可以先击伤第一个无人机目标并预留足够的时间用来击落第二无人机目标，即第二个无人机目标的起点时间临时确定为t₂₁-T₂。

在t₁₀<t₂₀且t₁₁>t₂₁的情况下，第一个无人机目标和第二无人机目标的起始时刻和终止时刻均不相同，且存在包含关系。若t₂₀≥t₁₀+T₁，则第一个无人机目标能够被击落，且可以不影响第二无人机目标的打击起点时间，则可以优先击落第一个无人机目标，再打击第二无人机目标。

在t₁₀<t₂₀且t₁₁>t₂₁的情况下，若t₂₀＜t₁₀+T₁≤t₂₁，更具体地可以分为两种情况，第一种是 t₂₁-T₂≥t₁₀+T₁，第二种是t₂₀≤t₂₁-T₂＜t₁₀+T₁。对于前一种情况，第一个无人机目标和第二无人机目标均可以被击落，并可以兼顾，此时可以优先击落第一个无人机目标，再利用剩余时间击落第二无人机目标；对于后一种情况，第一个无人机目标和第二无人机目标均可以被击落，但不可以兼顾，此时可以进一步分为两种情况，第一种是t₂₀+T₂≤t₁₁-T₁，第二种是t₂₀+T₂＞t₁₁-T₁，对于前一种情况，如果优先打击第二个无人机目标，再打击第一个无人机目标，能够兼顾击落二者，对于后一种情况，无法兼顾，可以先击落第一个无人机目标，再利用剩余时间击伤第二无人机目标。

在t₁₀<t₂₀且t₁₁>t₂₁的情况下，若t₂₁＜t₁₀+T₁≤t₁₁，如果优先打击第一个无人机目标，可以击落第一个无人机目标，但无时间打击第二个无人机目标，可以放弃第二个无人机目标。如果优先打击第二个无人机目标并预留足够的时间击落第一个无人机目标，则可以优先击伤第二个无人机目标，再击落第一个无人机目标。

在t₁₀<t₂₀且t₁₁>t₂₁的情况下，若t₁₁≤t₁₀+T₁，第一个无人机目标不能被击落，只能被击伤，则进一步更具体地可以分为两种情况，一种是t₂₀+T₂≤t₂₁，另一种是t₂₀+T₂＞t₂₁。对于前一种情况下，第二个无人机目标能够被击落，可以放弃第一无人机目标，并临时确定第二无人机目标的打击时间窗口，用来与后续无人机目标进行比较来确定最终的打击时间窗口；对于后一种情况，第二个无人机目标只能被击伤，可以只打击击伤第一无人机目标，并放弃第二无人机目标。

在t₂₀>t₁₁的情况下，第一个无人机目标和第二个无人机目标无重叠时间部分。无论二者单独只能击伤还是可以击落，都可以兼顾，且不相互影响，则可以优先打击第一个无人机目标，再打击第二个无人机目标。

本实施例中，所述的临时确定的打击时间窗口中的终止时刻。通过比较t₁₀和t₂₀、t₁₁和t₂₁、 t₂₀和t₁₁，将第一个无人机目标和第二个无人机目标分为五种情况(即，t₁₀＝t₂₀且t₁₁＝t₂₁，t₁₀＝t₂₀且t₁₁≠t₂₁，t₁₀≠t₂₀、t₁₁≠t₂₁且t₁₁≥t₂₀，t₁₀<t₂₀且t₁₁>t₂₁，t₂₀>t₁₁)，然后，根据所属情况进行更具体的分类，并依据打击效益最大化的原则，来确定第一个无人机目标和第二个无人机目标的打击任务分配策略(包括打击任务分配顺序、是否打击、打击窗口起始时刻、打击窗口终止时刻等)，从而能够实现异构无人机中头两个无人机目标的打击任务分配。

在进一步的实施例中，上述步骤S162，还可包括：

在存在临时确定的所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻的情况下：若排序后的所述无人机目标中存在第三个无人机目标，则根据所述第三个无人机目标进入所述有效打击范围的时刻、所述第三个无人机目标离开所述有效打击范围的时刻、临时确定的所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻、临时确定的所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻、及所述无人机目标的被打击所需时间，确定所述第二个无人机目标和所述第三无人机目标的分配优先性、被打击顺序及打击时间窗口；若所述第二个无人机目标是排序后的所述无人机目标中的最后一个无人机目标，则根据临时确定的所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻和临时确定的所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻分配所述第二个无人机目标的打击时间窗口；其中，所述第二个无人机目标排在所述第三无人机目标之前；

在存在临时确定的所述第一个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻的情况下：若排序后的所述无人机目标中存在第三个无人机目标，则根据所述第三个无人机目标进入所述有效打击范围的时刻、所述第三个无人机目标离开所述有效打击范围的时刻、临时确定的所述第一个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻、临时确定的所述第一个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻、及所述无人机目标的被打击所需时间，确定所述第一个无人机目标和所述第三无人机目标的分配优先性、被打击顺序及打击时间窗口；若所述第二个无人机目标是排序后的所述无人机目标中的最后一个无人机目标，则根据临时确定的所述第一个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻和临时确定的所述第一个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻分配所述第一个无人机目标的打击时间窗口。

本实施例中，如果通过上述步骤S161排序后的无人机目标中在第二个无人机目标之后还有第三无人机目标，则第二个无人机目标的最早打击起始时间(进入所述有效打击范围的时刻t₂₀) 小于或等于第三无人机目标的最早打击起始时间(进入所述有效打击范围的时刻t₃₀)，第二个无人机目标的最晚打击终止时间(离开所述有效打击范围的时刻t₂₁)小于或等于第三无人机目标的最晚打击终止时间(离开所述有效打击范围的时刻t₃₁)。在第一个无人机目标或第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻或是临时确定的情况下，说明还可以将第一个无人机目标或第二个无人机目标的临时确定的打击时间窗口(由已分配的起始时间和临时确定的终止时间确定)与第三无人机目标的最大打击时间窗口(t₃₀，t₃₁)进行比较来为打击第二个无人机目标的任务分配最终的打击时间窗口。其中，第三无人机目标的被打击所需时间T₃与T₁或T₂可以相同或不同。

在一些实施例中，可以依次将通过上述步骤S161排序后的无人机目标中的前一个无人机目标的最大打击时间窗口或临时确定的打击时间窗口与后一个无人机目标的最大打击时间窗口进行比较，以确定异构无人机目标中所有无人机目标的打击顺序和最终的打击时间窗口，其中，最终的打击时间窗口由最终确定的起始时刻和终止时刻确定。

在一些实施例中，上述激光武器的个数为多个，此时，可以针对每个激光武器通过上述各实施例的方法确定每个激光武器对应的无人机目标，以及为每个激光武器确定其对应的每个无人机目标的打击时间窗口，包括起始时刻和终止时刻。以此，可以在利用多个激光武器打击异构无人机时实现打击任务分配。

在一些实施例中，所述被探测到的时刻为进入雷达探测范围时的时刻，以此，能够方便地确定打击时间窗口。所述被探测到时的速度为进入雷达探测范围时所述无人机目标的瞬时速度，以此能够简化计算过程，实现无人机目标运动轨迹的预测。

为使本领域技术人员更好地了解本发明，下面将以一具体实施例说明本发明的实施过程：

图4是本发明一实施例中雷达探测范围、激光武器有效打击范围及无人机直线运动轨迹的二维示意图。如图4所示，考虑一般情况，设定一个反无人机系统，该系统包括1部雷达、3台激光武器、5个不同状态的无人机目标。设雷达探测范围是以O₁为圆心以R_r为半径的圆，激光武器有效打击范围S₁、S₂、S₃分别是以O₁、O₂或O₃为圆心且以R_l为半径的圆，设无人机目标M₁、 M₂、M₃、M₄、M₅为运动轨迹为直线。以雷达所在坐标原点为中心，其中一台激光器的部署位置与雷达位置重合，3台激光武器的位置分别为：

O₁：[0，0]；

O₂：[1300.0，1100.0]；

O₃：[-1500.0，1600.0]。

计算无人机目标M₁、M₂、M₃、M₄、M₅的运动轨迹与激光武器有效打击范围S₁、S₂、 S₃的交点坐标的过程如下：

设无人机目标M_i(1≤i≤m，m为正整数)对应速度(v_i,α_i)(v_i为速度大小，α_i为运动方向与直线的夹角)，激光武器N_j(1≤i≤n，n为正整数)的有效打击范围的圆心坐标为(a_j，b_j)的，有效打击范围的半径为R_j。令激光武器的最大有效打击范围的表达式为：

以各无人机目标的运动轨迹上的两个点的位置坐标(x₁,y₁)和(x₂,y₂)为起算数据，在获得该两个点的位置坐标后的时刻，无人机目标M_i的直线运动轨迹的表达式(方程)为：

其中c_i为常数，

上述直线表达式可简化为：

求解由上述圆方程(1)和直线方程(2)构成的方程组，可以得到：

简化上述方程(3)可以得到：

ax²+bx+c＝0，其中，

上述方程(3)的解可表示为：

所以，无人机目标M₁、M₂、M₃、M₄、M₅的运动轨迹与激光武器有效打击范围S₁、S₂、 S₃的交点坐标集可表示为：

其中，在矩阵(5)中，每一行代表某一无人机目标的运动轨迹与各激光武器的有效打击范围的交点；每一列代表某一激光武器的有效打击范围与各无人机目标的运动轨迹的交点。实际上，由于一个无人机目标可能只与其中一个或几个激光武器的有效打击范围有交点，一个激光武器也可能只与几个无人机目标有交点，所以上述行列式中，有许多值为空，表示某一目标不在一激光武器的有效打击范围内，或者一激光武器无法打击到一无人机目标。

举一具体例子说明交点坐标的求解结果：

参见图4，例如，反无人机系统包含3个激光武器、5个无人机目标(无人机目标可以包括旋翼目标、固定翼目标、风筝、孔明灯等)，设3个激光器坐标为：(0,0)(1300，1100)(-1500， 1600)，半径均为1000m。设5个无人机目标的运动轨迹的直线方程由以下各点确定：

startP1＝[0.0,-1700.0]；endP1＝[1100.0,0.0]；//可作为雷达数据的模拟

startP2＝[2100.0,0.0]；endP2＝[0.0,4400.0]；//可作为雷达数据的模拟

startP3＝[-250.0,0.0]；endP3＝[0.0,800.0]；//可作为雷达数据的模拟

startP4＝[0.0,-450.0]；endP4＝[-700.0,0.0]；//可作为雷达数据的模拟

startP5＝[0.0,450.0]；endP5＝[3500.0,0.0]；//可作为雷达数据的模拟

假设由上述点确定的5个无人机目标的直线方程与雷达的有效探测范围的交点为(以下各点是为研究方便而自行设定的模拟数据，实际应用时，以上各初始点由雷达提供的目标数据确定，对每一个目标，记下其前后两个点的坐标，作为输入值)：

startP1＝[-775.2428,-2898.1026]；endP1＝[-752.3875,-2862.8065]；

startP2＝[2712.0740,-1282.4408]；endP2＝[2689.7474,-1235.6613]；

startP3＝[-1119.7479,-2783.1932]；endP3＝[-1107.7785,-2744.8911]；

startP4＝[2298.6736,-1927.7188]；endP4＝[2264.7517,-1905.9118]；

startP5＝[-2885.4767,820.9899]；endP5＝[-2845.3506,815.8308]；

按以上方程(2)和(4)，计算得出的交点值为：

由上述行列式，参照图4可以看出，无人机目标M₁与激光武器S₁、激光器S₂有交点，而无人机目标M₂只与激光武器S₂有交点，无人机目标M₃只经过激光武器S₁的打击范围，无人机目标M₄先后穿过激光武器S₁和S₃的有效打击范围，而无人机目标M₅则穿过三个激光武器的有效打击范围。

记录无人机目标的飞行时刻与速度信息，以计算其进出激光武器的有效打击范围的时刻：

依据统一的时间基准t_i，记下各无人机目标M₁、M₂、M₃、M₄、M₅最早进入雷达的有效探测区的时间为：

设t₀＝0，各无人机目标进入雷达的有效探测区的具体时刻可表示：

单位为s

记下各无人机目标在进入雷达的有效探测区时的点处的瞬时速度，以矩阵形式可表示为：

例如，t₀时刻各无人机目标的瞬时速度的数值为：

相应地，生成的交点集坐标是：

上述交点集坐标的矩阵中的每个元素，都代表某个目标与某个激光物器的1-2个交点，0代表没有交点。如果两个交点重合，则轨迹与圆相切，实际上也没有打击意义，故也认为没有交点。

在无人机目标飞行过程中，其位置P是一直在变化的。一般情况下，无人机目标所在的目标点会经过探测(打击)范围外—探测(打击)范围内—探测(打击)范围外的过程，该过程将会影响到任务分配的计算结果。可以通过确定无人机目标的当前位置的坐标与交点坐标的实时解之间的关系，并实时替换掉无关的点，来过滤掉无关的点，具体地，替换策略可如下：

1)当前无人机目标位置所在的点在激光武器的有效打击范围之外的，沿用计算得到的交点坐标；

2)当前无人机目标位置所在的点在激光武器的有效打击范围之内的，用当前位置的点的坐标替代计算得到的交点坐标。

具体地，可以将无人机目标的当前位置P所在点的坐标代入对应的圆方程 (x-a_j)²+(y-b_j)²＝R²(1≤i≤n，n为正整数)，如果计算得到的半径R的值小于激光武器的有效打击范围的半径R_j，则说明无人机目标的当前位置P所在点在圆内，此时，可用该当前位置P对应的点替代由直线方程与圆方程构成的方程组的解对应的一点。进一步，替代某一点的具体方法可包括：设直线方程是由无人机目标的运动轨迹上前后两个点的坐标数据所确定的方程，如上述公式(2)。设直线与圆的两个交点为p₁(x₁,y₁)、p₂(x₂,y₂)，设当前位置P所在点为P(x,y)，将P(x,y)的符号和(x-x₁)或(y-y₁)的符号进行对比，将P(x,y)的符号和 (x-x₂)或(y-y₂)的符号进行对比，若符号一致，则将相应的交点p_i(i＝1或2)舍弃掉，并用当前位置所在点P(x,y)代替舍弃掉的该交点，若符号都不一致，则仍采用原来交点进行后续计算。

确定两个点之后(原来交点或经过替换的点)，在各无人机目标的各点的瞬时速度为的情况下，可计以算得到无人机目标的当前位置的点到该两个点的距离d和飞行时间t：

上述距离d和飞行时间t的数据是当前点在激光武器有效打击范围之外计算得到的。这种情况下，当前点与激光武器有效打击范围的两个交点各有一个距离和飞行时间。其中，上述矩阵中的每个元素表示一个无人机目标到达直线方程和圆方程的两个交点的距离和飞行时间，例如，元素中2428.7077和75.8971分别表示当前点P(x,y)到达第一个交点 p₁(x₁,y₁)的距离和飞行时间，3195.7737和99.8679分别表示当前点P(x,y)到达第二个交点 p₂(x₂,y₂)的距离和飞行时间。

设不同目标进入监视区域的时刻为：

单位为s。

统一到同一时间基准下，则上式中的时间部分表示为(各矩阵元素的第二列对应统一后的时间值)：

不考虑距离，只考虑时间，上式可简化为时间矩阵(每个矩阵元素中的两个值代表两个统一后的时间值)：

上式中每个元素中的数值表示，某一无人机目标穿过激光武器的有效打击范围的起点时间 (起始时刻)和终点时间(终止时刻)，则根据上式得到某一无人机目标穿过某一激光武器的有效打击范围的时间窗口的矩阵为：

对每个激光武器而言，需要打击的无人机目标已经确定，且将各无人机目标按进入激光打击范围的起点时间进行排序，可得到(用起点时间和终点时间表示)：

根据上述计算得到的起点时间、终点时间、时间窗口可以完成基本任务分配。针对每个激光打击单元来说，可以根据指控系统提供的以下辅助信息决策打击任务分配：

1)过境目标数量；

2)各目标过境起点时间、终点时间；

3)各目标过境的先后排序；

4)各目标过境时间窗口。

在人在回路的情况下，操作号手可根据过境目标预测，自主决定击落、击伤或打击某个目标的相应策略，或者可以通过数据比较自动决策任务分配策略及打击策略。

对于一个激光武器，可以先根据各无人机目标的起点时间(起始时刻)、终点时间(终止时刻)对无人机目标进行排序，再根据打击所需时间及时间窗口调整无人机目标的顺序并进行打击任务分配。

假设异构无人机中各无人机的打击时间可以不同，则对各无人机目标i(1≤i≤m，i为正整数)进行排序的方法可包括：

1)首先按照过境起点时间t_i0的先后进行排序；

2)若t₁₀、t₂₀、······、t_m0中有两个或两个以上过境起点时间相同，则按过境终点时间先后进行排序，以此可以确保时间窗口最短的排在前；

3)若有多个无人机目标的过境起点时间、过境终点时间及打击时间窗口完全相同，则按被打击所需时间T_i由长到短排序，注意这里由长到短，不是由短到长；如果不考虑打击时间T_i约束，则随机排序；

4)若目标时间窗口、打击所需时间完全相同，则随机编号排序，最后按排序编号可为1、2、 3、……、m。

图5是本发明一实施例中对无人机目标的时间窗口进行排序的示意图。参见图5，对于一个激光武器，其可打击的所有无人机目标的时间窗口可以存在以下几种关系：

1)起点时间与终点时间完全相同，如图5中目标1和目标2；

2)起点时间相同，终点时间不同，如图5中目标2和目标3；

3)起点时间与终点时间均不相同(或终点时间相同)，且二者有部分时间重叠，如图5中目标3和目标4；

4)起点时间与终点时间均不相同，但前一目标时间窗口覆盖后一目标时间窗口，如图5中目标4和目标5；

5)起点时间与终点时间均不相同，且前一目标的终点时间小于后一目标的起点时间，二者时间没有重叠，如图5中目标5和目标6。

所有目标之间的时序关系，均可涵盖于以上5种情况之中。通常情况下，起点时间与终点时间均不相同。

对于某一激光武器所对应的已完成排序的m个目标，其分配方法可包括：

设第i个无人机目标的起点时间与终点时间表示为t_i0和t_i1，异构无人机中每个无人机的打击所需时间表示为T_i，则无人机目标1的起点时间和终点时间可以表示为t₁₀和t₁₁，打击所需时间表示为T₁。

(1)对于起点时间t_i0和终点时间t_i1完全相同的情况，即，t₁₀＝t₂₀且t₁₁＝t₂₁

①若t₁₀+T₁≤t₁₁且t₂₀+T₂≤t₂₁，说明目标1和目标2均有足够的时间被击落。进一步可以分为两种情况：一种是t₁₀+T₁≤t₂₁-T₂(如图6所示)，另一种是t₁₀+T₁≤t₂₁-T₂(如图7所示)。前一种情况可以兼顾击落目标1和目标2；后一种情况不可以兼顾击落二者。对于上述两种情况，均可以优先分配第一无人机目标，则目标1分配时间窗口为(t₁₀,t₁₀+T₁)，目标2的起始时刻(起点时间)临时确定为t₁₀+T₁，分配时间窗口为(t₁₀+T₁，t₂₁)，以此作为初始值进入下一循环作为目标1进行分配。如果目标2是最后一个目标，则目标2完成分配时间窗口为(t₁₀+T₁， t₂₁)。

②若t₁₀+T₁＞t₁₁，t₂₀+T₂≤t₂₁(如图8所示)，这种情况的出现由排序规则3)确定，说明目标1只能击伤，目标2可以被击落，则目标1的分配优先权下降，先将目标2、目标1交换位置，然后根据效益最大化原则，完成目标2分配，原来的目标1则作为目标2参与下一轮任务分配。新的目标2起始时间为t₂₀+T₂，打击窗口为(t₂₀+T₂，t₁₁)，以此窗口进入下一步循环；如果新的目标2是最后一个目标，则目标2完成分配(t₂₀+T₂，t₁₁)。

③若t₁₀+T₁≤t₁₁，t₂₀+T₂＞t₂₁(如图9所示)，说明目标1有足够的时间被击落，而目标2 只能被击伤，所以首先分配目标1时间窗口为(t₁₀,t₁₀+T₁)，目标2被放弃或选择在剩下的时间内击伤，目标2的起始时间为t₁₀+T₁；如果目标2是最后一个目标，则目标2完成分配时间窗口为(t₁₀+T₁，t₂₁)。

④若t₁₀+T₁＞t₁₁，t₂₀+T₂＞t₂₁(如图10所示)，说明目标1和目标2都没有足够的时间被击落，都只能被击伤，因此可以选择都放弃打击，也可以选择击伤。如果选择击伤，根据原有的排序规则，打击时间长的排列在前。通过计算可用时间与需要时间的比值，即(t_i1-t_i0)/(t_i0+T_i)，所得值越接近1，说明可用有效时间越长，击伤程度越高，越需优先分配。因此，目标2可分配的打击时间(t₂₀,t₂₁)，目标1已经没有时间再实施打击，只能放弃，从分配队列中剔除。下一轮循环时，当前的目标3作为循环起点，作为算法中的“目标2”，起点时间t₃₀；如果目标2是最后一个目标，则目标2完成分配时间窗口为(t₂₀,t₂₁)。

(2)对于起点时间t_i0相同，终点时间t_i1不同的情况，即，t₁₀＝t₂₀且t₁₁≠t₂₁

①若t₁₀+T₁≤t₁₁且t₂₀+T₂≤t₂₁，说明目标1和目标2均有足够的时间被击落。更具体地，可以分为两种情况，一种是t₂₁-T₂≥t₁₀+T₁(如图11所示)，另一种是t₂₁-T₂＜t₁₀+T₁(如图12所示)。前一种二者可以兼顾，后一种二者不可以兼顾，对于上述两种情况，均可以优先分配目标1，则目标1完成分配，时间窗口为(t₁₀,t₁₀+T₁)，目标2的分配起点时间为t₁₀+T₁；如果目标2是最后一个目标，则目标2完成分配(t₁₀+T₁，t₂₁)。

②若t₁₀+T₁＞t₁₁且t₂₀+T₂≤t₂₁(如图13所示)，说明目标1只能击伤，目标2可以被击落，则目标1的分配优先权下降，先将目标2、目标1交换位置，然后根据效益最大化原则，首先完成目标2分配为(t₂₀,t₂₀+T₂)，原来的目标1则作为目标2参与下一轮任务分配。新的目标2的打击起始时间可分配为t₂₀+T₂；如果新的目标2是最后一个目标，则新的目标2完成分配为 (t₂₀+T₂，t₁₁)。

③若t₁₀+T₁≤t₁₁，t₂₀+T₂＞t₂₁(如图14所示)，说明目标1有足够的时间被击落，而目标 2只能被击伤，所以首先分配目标1时间窗口为(t₁₀,t₁₀+T₁)，目标2被放弃或选择在剩下的时间内击伤，目标2的起始时间为t₁₀+T₁；如果目标2是最后一个目标，则目标2完成分配时间窗口为(t₁₀+T₁，t₂₁)。

④若t₁₀+T₁＞t₁₁，t₂₀+T₂＞t₂₁(如图15所示)，说明目标1和目标2都没有足够的时间被击落，都只能被击伤，因此可以选择都放弃打击，也可以选择击伤。如果选择击伤，根据原有的排序规则，打击时间长的排列在前。计算可用时间与需要时间的比值，即η_i＝(t_i1-t_i0)/(t_i0+T_i)，所得值越接近1，说明可用有效时间越长，击伤程度越高，越需优先分配。若η₁≥η₂，说明目标 1更具打击价值，则优先分配目标1的时间窗口为(t₁₀,t₁₁)，目标2的起点时间为t₁₁；如果目标2 是最后一个目标，则目标2完成分配时间窗口为(t₁₁，t₂₁)。若η₁＜η₂，说明目标2更具打击价值，如果优先分配目标2的时间窗口为(t₂₀，t₂₁)，但此处有风险，若目标2和目标3，以及后续目标均是这种情况，系统将陷入无限循环，丧失所有打击目标机会。为避免这种风险，此处需牺牲效益最大化原则，优先分配目标1的时间窗口为(t₁₀,t₁₁)目标2的起点时间为t₁₁；如果目标2是最后一个目标，则目标2完成分配时间窗口为(t₁₁，t₂₁)。

(3)对于起点时间t_i0和终点时间t_i1均不相同且时间窗口有部分重叠的情况，即，t₁₀≠t₂₀、 t₁₁≠t₂₁且t₁₁≥t₂₀

①若t₁₁≥t₁₀+T₁(如图16所示)，说明目标1过境时间充足，系统有足够时间击落目标1，分几种情况：一种是t₂₀≥t₁₀+T₁(如图17所示)，另一种是t₂₀＜t₁₀+T₁(如图18所示)。对于前一种情况，说明目标1过境时间足够，系统有足够的时间打击目标1，所以可直接分配目标1 的时间窗口为(t₁₀,t₁₀+T₁)，目标2的可分配起始时间为t₂₀，如果目标2是最后一个目标，则目标2完成分配为(t₂₀，t₂₁)。对于后一种情况，优先分配目标1的时间窗口为(t₁₀,t₁₀+T₁)，保证目标1有足够时间被击落。目标2前段时间不可以再参与分配，起始时间变为t₁₀+T₁，如果目标2是最后一个目标，则目标2完成分配(t₁₀+T₁，t₂₁)。

②若t₁₁＜t₁₀+T₁(如图19所示)，说明目标1过境时间不足，系统无足够时间打击目标1，只能击伤或放弃。则目标1的分配策略为：选择放弃，则目标2的分配时间从自身起点时间t₂₀算起；或者，选择击伤，则打击时间还要分析目标2的起点时间t₂₀与目标1终点时间t₁₁的关系。如果t₂₀≥t₁₁(如图20所示)，说明目标2的起点时间没有影响目标1的打击窗口，目标1仍有放弃和击伤两种选择。选择击伤时，目标1的打击窗口即为其过境时间，分配目标1的时间范围为(t₁₀,t₁₁)，而目标2打击起点时间仍从自身起点时间t₂₀算，如果目标2是最后一个目标，则目标2完成分配(t₂₀，t₂₁)。当然，在目标1和目标2的时间窗口为部分重叠的情况下，不属于t₂₀≥t₁₁的情况，则只讨论t₂₀＜t₁₁的情况(如图21所示)，此种情况说明目标1的可分配时间又被挤占了一部分，目标1除了可以选择放弃之外，选择击伤时，其打击窗口还需要考虑目标2的情况：第一种是t₂₁-T₂≥t₁₁(如图22所示)，第二种是t₂₀≤t₂₁-T₂＜t₁₁(如图23所示)，第三种是 t₂₁-T₂＜t₂₀(如图24所示)。对于第一种情况，，说明在全力击伤目标1之后，目标2仍有足够的时间被击落，所以目标1打击窗口分配为(t₁₀,t₁₁)，目标2的起点时间为t₁₁；如果目标2为最后一个目标，则完成分配(t₁₁，t₂₁)。当选择放弃目标1时，目标2的起点时间为t₂₀，如果目标2为最后一个目标，则完成分配(t₂₀，t₂₁)。对于第二种情况，，说明如果全力击伤目标1，则目标2由可击落变为只能击伤，为确保最大效益原则，需要确保目标2的打击效果，因此目标 1的分配时间只能为(t₁₀,t₂₁-T₂)，目标2的起点时间为t₂₁-T₂；如果目标2是最后一个目标，则目标2完成分配(t₂₁-T₂，t₂₁)，若放弃打击目标1，则目标2的起始时间为t₂₀；如果目标2 是最后一个目标，则目标2完成分配(t₂₀，t₂₁)。对于第三种情况，说明目标2只能被击伤，这种情况下，先分配目标1的时间窗口为(t₁₀,t₁₁)，目标2的起点时间为t₁₁，如果目标2是最后一个目标，则目标2完成分配(t₁₁，t₂₁)。自此，可以认为目标1分配完毕。若目标2不是最后一个目标，则此后的目标2替代目标1的位置。分配策略相同。

(4)对于起点时间t_i0和终点时间t_i1均不相同且时间窗口有包含关系的情况，即，t₁₀<t₂₀且 t₁₁>t₂₁

时序有包含关系情况，即如图5中目标4和目标5的关系。按照时序排列规则，可以确保目标4涵盖目标5，不存在目标5排列在目标4之前。以下讨论中，仍作为目标1、目标2来讨论。

①若t₂₀≥t₁₀+T₁(如图25所示)，说明目标1过境时间充足，且有足够的时间先打击目标1，再打击目标2，不影响目标2的任务分配，所以目标2的起点时间，仍从t₂₀开始；如果目标2 是最后一个目标，则目标2完成分配(t₂₀，t₂₁)。

②若t₂₀＜t₁₀+T₁≤t₂₁(如图26所示)，说明目标1还没有完全击落，目标2就已经进入打击范围，如何分配两个目标，分几种情况：一种是t₂₁-T₂≥t₁₀+T₁(如图27所示)，另一种是 t₂₀≤t₂₁-T₂＜t₁₀+T₁(如图28所示)。对于前一种情况，说明目标2过境时间也足以被击落，且可以兼顾到都被击落，则分配目标1时间窗口为(t₁₀,t₁₀+T₁)，而目标2的起点时间为t₁₀+T₁，如果目标2是最后一个目标，则目标2完成分配(t₁₀+T₁，t₂₁)。对于后一种情况，说明目标2 过境时间也足以被击落，但是却无法与目标1兼顾被击落。考虑到目标1过境时间长，有更多的时间余量进行分配，所以分析以下情况：第一种是t₂₀+T₂≤t₁₁-T₁(如图29所示)，第二种是 t₂₀+T₂＞t₁₁-T₁(如图30所示)。对于第一种情况，说明这种情况下目标1、目标2可以兼顾，只是目标1需要占用后半段时间。因此，这种情况下，目标1和目标2交换顺序，首先分配目标 2打击窗口(t₂₀,t₂₀+T₂)，而原来的目标1作为新的目标2，起点时间与终点时间为t₂₀+T₂和t₁₁，新的起始时间变为t₂₀+T₂，如果新的目标2是最后一个目标，则新的目标2完成分配(t₂₀+T₂， t₁₁)。对于第二种情况，说明这种情况下目标1、目标2不能兼顾同时击落，这种情况下选择过境时间最长的目标进行打击，牺牲过境时间短的目标。即，目标1分配时间窗口为(t₁₀,t₁₀+T₁)，目标2已经变为不可击落的目标，起始时间为t₁₀+T₁，其时间窗口变为(t₁₀+T₁，t₂₁)，如果目标2是最后一个目标，则目标2完成分配(t₁₀+T₁，t₂₁)。

③若t₂₁＜t₁₀+T₁≤t₁₁(如图31所示)，说明目标1过境时间充足，有足够的时间完成目标1 的打击，但其打击窗口占用了目标2的所有过境时间，所以无论目标2能被击伤还是击落，都不可能兼顾目标2的打击，这种情况需要一些策略上的选择，即放弃目标2的任务分配：

1)如果后面有目标3，则目标1和目标3组成新的目标1和目标2完成任务分配；

2)如果后面没有目标3，即目标2是最后一个目标，则只分配打击目标1，目标2放弃。

实际上，在目标2也可以被击落的情况下，选择打击目标1和目标2均是可以的。考虑到实际作战时，蜂群来袭时操作人员发现目标的心理变化，判断与操作时间的宽裕性等，虽然不一定是最优方案，但我们还是建议选择打击目标1，放弃目标2。

如果能够判断目标2的打击价值要大于目标1，如在蜂群中，能够确定目标2为领机，则建议选择打击目标2。

④若t₁₁≤t₁₀+T₁(如图32所示)，说明目标1过境时间不足，只能击伤，但其打击窗口却占用了目标2的所有过境时间。这种情况下，需要分析目标2的被击落可能性：

1)如果t₂₀+T₂≤t₂₁(如图33所示)，说明目标2能够被击落，则：

如果目标2为最后一个目标，则分配目标2的时间窗口为(t₂₀，t₂₁)，目标1放弃；如果目标2不是最后一个目标，则放弃目标1，将目标2和下一个目标3作为新的目标1、目标2进行分配。

2)如果t₂₀+T₂＞t₂₁(如图34所示)，说明目标2不能被击落，只能被击伤，则目标1和目标2均无法被击落，从入境时间看，目标1最先进入打击范围，这里不考虑有效时间与打击时间的比值η的大小，而从操作人员的心理活动出发，直接放弃目标2。如果目标2是最后一个目标，则选择打击目标1的时间窗口为(t₁₀,t₁₁)；如果目标2不是最后一个目标，则当前目标1与后续的目标3组成新的目标1和目标2，进行下一次循环。

(5)对于起点时间t_i0和终点时间t_i1均不相同且时间窗口没有重叠关系的情况，即，t₂₀>t₁₁

时间窗口没有重叠关系的前后两个目标，其任务分配互不影响，无论目标1的t₁₀+T₁是大于 t₁₁，还是小于t₁₁，都不影响目标2的起点时间t₂₀。

若t₁₀+T₁＜t₁₁(如图35所示)，说明有足够的时间击落目标1，则目标1的时间分配为(t₁₀,t₁₀+T₁)，并可在不影响目标2的情况下进一步拓宽至(t₁₀,t₁₁)。若t₁₀+T₁≥t₁₁(如图36所示)，说明没有足够的时间击落目标1，只能击伤，则目标1的时间分配为(t₁₀,t₁₁)，不影响目标 2，目标2的起点时间仍为t₂₀；如果目标2是最后一个目标，则完成目标2分配(t₂₀，t₂₁)。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例所述方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机设备，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，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例所述方法的步骤。

综上所述，本发明实施例的反异构无人机的任务分配方法、计算机可读存储介质及计算机设备，能够实现充分利用激光武器资源，提高对异构无人机的打击效益。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、 “例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本发明的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种反异构无人机的任务分配方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的反异构无人机的任务分配方法，其特征在于，根据所述至少两个点的位置信息确定相应的所述无人机目标的运动轨迹的方程，包括：

根据所述至少两个点的位置信息确定一直线方程，作为相应的所述无人机目标的运动轨迹的方程。

3.如权利要求2所述的反异构无人机的任务分配方法，其特征在于，根据所述无人机目标的运动轨迹的方程和激光武器的有效打击范围的方程，计算相应的所述无人机目标的运动轨迹和所述激光武器的有效打击范围的交点位置信息，包括：

求解由所述直线方程和激光武器的最大有效打击范围对应的圆方程构成的方程组，得到相应的所述无人机目标的运动轨迹和所述激光武器的有效打击范围的交点位置信息。

4.如权利要求1所述的反异构无人机的任务分配方法，其特征在于，根据所述交点位置信息和相应的所述无人机目标的被探测到的时刻及被探测到时的速度，计算所述无人机目标进入所述有效打击范围的时刻及离开所述有效打击范围的时刻之前，还包括：

判断所述无人机目标的当前位置是否位于所述激光武器的有效打击范围之内，若是，将所述交点位置信息中的进入所述激光武器的有效打击范围时的交点的位置信息更新为所述无人机目标的当前位置的信息。

5.如权利要求1所述的反异构无人机的任务分配方法，其特征在于，依据打击效益最大化的原则，根据进入所述有效打击范围的时刻、离开所述有效打击范围的时刻、及各所述无人机目标的被打击所需时间，通过两两进行分配优先性比较的方式依次确定排序后的各所述无人机目标的被打击顺序及打击时间窗口，包括：

比较排序后的所述无人机目标中的第一个无人机目标的进入所述有效打击范围的时刻t₁₀、排序后的所述无人机目标中的第二个无人机目标的进入所述有效打击范围的时刻t₂₀、所述第一个无人机目标的离开所述有效打击范围的时刻t₁₁、及所述第二个无人机目标的离开所述有效打击范围的时刻t₂₁之间的大小关系，以确定所述第一个无人机目标的最大打击时间窗口和所述第二个无人机目标的最大打击时间窗口之间的关系；所述第一个无人机目标排在所述第二个无人机目标之前；

根据比较结果，依据打击效益最大化的原则，根据所述第一个无人机目标的进入所述有效打击范围的时刻t₁₀、所述第二个无人机目标的进入所述有效打击范围的时刻t₂₀、所述第一个无人机目标的离开所述有效打击范围的时刻t₁₁、所述第二个无人机目标的离开所述有效打击范围的时刻t₂₁、所述第一个无人机目标的被打击所需时间T₁、及所述第二个无人机目标的被打击所需时间T₂，确定所述第一个无人机目标和所述第二个无人机目标的被打击顺序及打击时间窗口。

6.如权利要求5所述的反异构无人机的任务分配方法，其特征在于，根据比较结果，依据打击效益最大化的原则，根据所述第一个无人机目标的进入所述有效打击范围的时刻t₁₀、所述第二个无人机目标的进入所述有效打击范围的时刻t₂₀、所述第一个无人机目标的离开所述有效打击范围的时刻t₁₁、所述第二个无人机目标的离开所述有效打击范围的时刻t₂₁、所述第一个无人机目标的被打击所需时间T₁、及所述第二个无人机目标的被打击所需时间T₂，确定所述第一个无人机目标和所述第二个无人机目标的被打击顺序及打击时间窗口，包括：

在t₁₀＝t₂₀且t₁₁＝t₂₁的情况下：

若t₁₀+T₁≤t₁₁且t₂₀+T₂≤t₂₁，则确认所述第一个无人机目标的分配优先性优于所述第二个无人机目标，并将所述第一个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₁₀,t₁₀+T₁)，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₁₀+T₁，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₂₁；

若t₁₀+T₁＞t₁₁，t₂₀+T₂≤t₂₁，则确认所述第二个无人机目标的分配优先性优于所述第一个无人机目标，并将所述第二个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₂₀,t₂₀+T₂)，将所述第一个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₂₀+T₂，将所述第一个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₁₁；

若t₁₀+T₁≤t₁₁，t₂₀+T₂＞t₂₁，则确认所述第一个无人机目标的分配优先性优于所述第二个无人机目标，并将所述第一个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₁₀,t₁₀+T₁)，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₁₀+T₁，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₂₁；

若t₁₀+T₁＞t₁₁，t₂₀+T₂＞t₂₁，如果T₁≥T₂，则确认所述第二个无人机目标的分配优先性优于所述第一个无人机目标，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₂₀,t₂₁)，并放弃分配所述第一个无人机目标，如果T₁＜T₂，则确认所述第一个无人机目标的分配优先性优于所述第二个无人机目标，将所述第一个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₁₀,t₁₁)，并放弃分配所述第二个无人机目标；

在t₁₀＝t₂₀且t₁₁≠t₂₁的情况下：

若t₁₀+T₁＞t₁₁且t₂₀+T₂≤t₂₁，则确认所述第二个无人机目标的分配优先性优于所述第一个无人机目标，并将所述第二个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₂₀,t₂₀+T₂)，将所述第一个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₂₀+T₂，将所述第一个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₁₁；

若t₁₀+T₁≤t₁₁，t₂₀+T₂＞t₂₁，则确认所述第一个无人机目标的分配优先性优于所述第二个无人机目标，并将所述第一个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₁₀,t₁₀+T₁)，放弃分配所述第二个无人机目标，或者将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₁₀+T₁，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₂₁；

若t₁₀+T₁＞t₁₁，t₂₀+T₂＞t₂₁，放弃分配所述第一个无人机目标和所述第二个无人机目标，或者确认所述第一个无人机目标的分配优先性优于所述第二个无人机目标，并将所述第一个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₁₀,t₁₁)，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₁₁，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₂₁；

在t₁₀≠t₂₀、t₁₁≠t₂₁且t₁₁≥t₂₀的情况下：

若t₁₁≥t₁₀+T₁：

如果t₂₀≥t₁₀+T₁，确认所述第一个无人机目标的分配优先性优于所述第二个无人机目标，并将所述第一个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₁₀,t₁₀+T₁)，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₂₀，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₂₁；

如果t₂₀＜t₁₀+T₁，确认所述第一个无人机目标的分配优先性优于所述第二个无人机目标，并将所述第一个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₁₀,t₁₀+T₁)，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₁₀+T₁，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₂₁；

若t₁₁＜t₁₀+T₁，则放弃分配所述第一个无人机目标，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₂₀，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₂₁；或者，

如果t₂₁-T₂≥t₁₁或t₂₁-T₂＜t₂₀，确认所述第一个无人机目标的分配优先性优于所述第二个无人机目标，并将所述第一个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₁₀,t₁₁)，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₁₁，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₂₁；

如果t₂₀≤t₂₁-T₂＜t₁₁，确认所述第一个无人机目标的分配优先性优于所述第二个无人机目标，并将所述第一个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₁₀,t₂₁-T₂)，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₂₁-T₂，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₂₁；

在t₁₀<t₂₀且t₁₁>t₂₁的情况下：

若t₂₀≥t₁₀+T₁，确认所述第一个无人机目标的分配优先性优于所述第二个无人机目标，并将所述第一个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₁₀,t₁₀+T₁)，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₂₀，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₂₁；

若t₂₀＜t₁₀+T₁≤t₂₁：

如果t₂₁-T₂≥t₁₀+T₁，确认所述第一个无人机目标的分配优先性优于所述第二个无人机目标，并将所述第一个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₁₀,t₁₀+T₁)，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₁₀+T₁，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₂₁；

如果t₂₀≤t₂₁-T₂＜t₁₀+T₁，

t₂₀+T₂≤t₁₁-T₁时，则确认所述第二个无人机目标的分配优先性优于所述第一个无人机目标，并将所述第二个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₂₀,t₂₀+T₂)，将所述第一个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₂₀+T₂，将所述第一个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₁₁；

t₂₀+T₂＞t₁₁-T₁时，确认所述第一个无人机目标的分配优先性优于所述第二个无人机目标，并将所述第一个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₁₀,t₁₀+T₁)，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₁₀+T₁，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₂₁；

若t₂₁＜t₁₀+T₁≤t₁₁，将所述第一个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₁₀，将所述第一个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₁₁，并放弃分配所述第二个无人机目标，或者，当t₂₀+T₂≤t₂₁时，则确认所述第二个无人机目标的分配优先性优于所述第一个无人机目标，并将所述第二个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₂₀,t₂₀+T₂)，将所述第一个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₂₀+T₂，将所述第一个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₁₁；

若t₁₁≤t₁₀+T₁，

如果t₂₀+T₂≤t₂₁，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₂₀，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₂₁，并放弃分配所述第一个无人机目标；

如果t₂₀+T₂＞t₂₁，将所述第一个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₁₀，将所述第一个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₁₁，并放弃分配所述第二个无人机目标；

在t₂₀>t₁₁的情况下：确认所述第一个无人机目标的分配优先性优于所述第二个无人机目标，并将所述第一个无人机目标的打击时间窗口分配为(t₁₀,t₁₁)，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的起始时刻临时确定为t₂₀，将所述第二个无人机目标的打击时间窗口中的终止时刻临时确定为t₂₁。

7.如权利要求6所述的反异构无人机的任务分配方法，其特征在于，还包括：

8.如权利要求1所述的反异构无人机的任务分配方法，其特征在于，

所述激光武器的个数为多个；和/或

所述被探测到的时刻为进入雷达探测范围时的时刻，所述被探测到时的速度为进入雷达探测范围时所述无人机目标的瞬时速度。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任一项所述方法的步骤。