CN116522606A - 一种基于作战行为树的仿真系统及方法、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于作战行为树的仿真系统及方法、设备及介质，在一个具体示例中，所述基于作战行为树的仿真系统包括作战行为建模模块，用于提供编辑画布，响应于用户操作进行作战行为树结构的编辑；作战行为描述模块，用于根据所述作战行为建模模块输出的作战行为树结构进行格式化描述生成行为树描述文件；原子作战行为模型库，用于存储原子作战行为模型，生成原子行为库；作战行为模型二次开发库，用于对所述原子作战行为模型进行动态扩展得到作战行为模型扩展库；作战行为执行引擎模块，用于接收所述行为树描述文件，调用所述原子行为库和作战行为模型扩展库，对作战行为模型进行仿真运行。
Description
技术领域
本发明涉及仿真领域。更具体地，涉及一种基于作战行为树的仿真系统及方法、设备及介质。
背景技术
作战行为模型是人的因素在仿真系统中的反映，包括态势感知、行为决策、行为执行和信息交互等，是体系对抗仿真中重要的因素。针对多军兵种联合仿真实验的需求，各军兵种的作战方式、指挥决策、作战规则各不相同，尤其是涉及联合作战战法研究时，作战模型的构建更加复杂，面对不同作战场景、作战对象、作战条件，作战模型灵活多变。
传统的建模方式一般是基于规则进行建模，通过配置关键参数，实现作战行为的模拟，具有一定的局限性，由于用户仅能对作战模型的参数进行编辑，当作战规则或逻辑发生变化时，只能构建新的模型，很难对复杂多变的作战实体行为进行全覆盖功能的模拟，模型的重用性低；另外，基于状态机方式建立的复杂行为模型，存在建模复杂，其行为模型的可重用性、可扩展性也有局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于作战行为树的仿真系统及方法、设备及介质，以解决相关技术存在的问题中的至少一个。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明第一方面提供了一种基于作战行为树的仿真系统，包括作战行为建模模块、作战行为描述模块、原子作战行为模型库、作战行为模型二次开发库、作战行为执行引擎模块，其中，
所述作战行为建模模块，用于提供编辑画布，响应于用户操作进行作战行为树结构的编辑；
所述作战行为描述模块，用于根据所述作战行为建模模块输出的作战行为树结构进行格式化描述生成行为树描述文件；
所述原子作战行为模型库，用于存储原子作战行为模型，生成原子行为库；
所述作战行为模型二次开发库，用于对所述原子作战行为模型进行动态扩展得到作战行为模型扩展库；
所述作战行为执行引擎模块，用于接收所述行为树描述文件，调用所述原子行为库和作战行为模型扩展库，对作战行为模型进行仿真运行。
可选地，所述用户操作包括作战行为树节点的编辑、作战行为树节点间的连接、作战行为树布局自动格式化和作战行为树的导入与导出。
可选地，所述树描述文件保存有作战行为节点类型、作战行为节点名称、作战行为节点参数以及作战行为节点的连接关系。
可选地，所述原子作战行为模型为无法再分解且能够复用的作战行为模型，包括根节点、顺序节点、选择节点、条件判断节点、取反节点、子树节点、重复节点、延迟节点、开始任务节点、停止任务节点、传感器开机节点、传感器关机节点、发射武器节点和开启干扰机节点。
可选地，所述作战行为模型二次开发库提供了二次开发需要的头文件、静态链接库文件和动态链接库文件。
可选地，所述作战行为执行引擎模块包括可执行程序模块和二次开发库模块，所述可执行程序模块用于提供运行作战行为树的操作界面，所述二次开发库模块用于响应用户操作将作战行为执行引擎嵌入其他执行程序中，实现二次定制开发。
本发明第二方面提供了一种基于作战行为树的仿真方法，包括
进行作战行为模型建模，使用作战行为建模模块进行作战行为模型的新建、编辑、导入和导出；
扩展作战行为模型库，通过二次开发库进行作战行为模型扩展；
运行作战行为模型，调用二次开发接口运行作战行为树或使用可执行模块运行作战行为树。
可选地，所述使用作战行为建模模块进行作战行为模型编辑的过程中能够进行保存，保存的作战行为树模型能够被导入和导出。
本发明第三方面提供了一种计算机设备，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本发明第二方面提供的方法。
本发明第四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，该程序被处理器执行时实现本发明第二方面提供的方法。
本发明的有益效果如下：
本实施例提供基于作战行为树的仿真系统，通过设置作战行为建模模块，实现了全自主的作战行为模型建模，通过设置原子作战行为模型库提高作战行为建模的效率；通过设置作战行为模型二次开发库提高了作战行为建模与仿真的可扩展性和可复用性；作战行为建模模块生成的作战行为模型以及原子作战行为库中的作战行为模型可重用可扩展，用户能够基于已有的作战行为模型进行编辑或者重新创建作战行为模型，提高了建模效率，并提高了模型的重用率。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本申请的一个实施例提出的一种基于作战行为树的仿真系统的模块示意图。
图2示出本申请一个实施例提出的一种基于作战行为树的仿真方法的流程图。
图3示出本申请一个实施例提出的计算机设备的结构图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
现有的作战行为建模系统具有以下不足：
1)缺少对作战行为具体过程的形式化描述，不利于作战行为模型的传递、复用和共享；
2)缺少有效的模型重用机制，建立的作战行为模型受限于有限的平台；
3)缺少对复杂的组合类作战任务支持，难以表示装备的动态过程；
4)基于有限状态机等方式建模过程复杂度过高。
有鉴于此，本发明的一个实施例提供了一种基于作战行为树的仿真系统，如图1所示，所述系统包括作战行为建模模块、作战行为描述模块、原子作战行为模型库、作战行为模型二次开发库、作战行为执行引擎模块，其中，
所述作战行为建模模块，用于提供编辑画布，响应于用户操作进行作战行为树结构的编辑；
所述作战行为描述模块，用于根据所述作战行为建模模块输出的作战行为树结构进行格式化描述生成行为树描述文件；
所述原子作战行为模型库，用于存储原子作战行为模型得到原子行为库；
所述作战行为模型二次开发库，用于对所述原子作战行为模型进行动态扩展得到作战行为模型扩展库；
所述作战行为执行引擎模块，用于接收所述行为树描述文件，调用所述原子行为库和作战行为模型扩展库。
本实施例通过设置作战行为建模模块，实现了全自主的作战行为模型建模，通过设置原子作战行为模型库提高作战行为建模的效率；通过设置作战行为模型二次开发库提高了作战行为建模与仿真的可扩展性和可复用性；作战行为建模模块生成的作战行为模型以及原子作战行为库中的作战行为模型可重用可扩展，用户能够基于已有的作战行为模型进行编辑或者重新创建作战行为模型，提高了建模效率，并提高了模型的重用率。
在一个具体的实施例中，所述作战行为建模模块提供编辑画布，用户能够在编辑画布上进行作战行为树节点的编辑、作战行为树节点间的连接、作战行为树布局自动格式化和作战行为树的导入与导出，其中，
各作战行为树节点包含节点的类型、节点的名称以及节点的上下游连接控制点，用户通过点选两个节点的控制点，实现两个行为树节点的连接。
在一个具体的实施例中，所述树描述文件保存有作战行为节点类型、作战行为节点名称、作战行为节点参数以及作战行为节点的连接关系，通过行为树节点的连接指定行为树节点的执行顺序。
在一个具体的实施例中，使用JSON文件、XML文件或数据库进行作战行为树描述，实现对作战行为节点类型、作战行为节点名称、作战行为节点参数以及作战行为节点的连接关系的描述。
下面以JSON文件为例，示出使用JSON文件对一作战行为树的描述：
其中，OperationNodeType为作战行为节点类型，OperationNodeName为作战行为节点名称，OperationNodeParameters为作战行为节点参数。
在一个具体的实施例中，作战行为描述模块采用数据库进行存储或者使用标记语言文件进行存储，描述形成的数据文件支持作战行为建模模块进行导入和导出，且支持通过作战行为执行引擎模块进行运行。
在一个具体示例中，原子作战行为模型为无法再分解且能够复用的作战行为模型，包括根节点、顺序节点、选择节点、条件判断节点、取反节点、子树节点、重复节点、延迟节点、开始任务节点、停止任务节点、传感器开机节点、传感器关机节点、发射武器节点和开启干扰机节点。
在一个具体示例中，为了提高作战行为模型的可复用性与丰富性，所述作战行为模型二次开发库提供了二次开发需要的头文件、静态链接库文件和动态链接库文件，支持通过动态链接库的形式扩展作战行为模型库，
所述二次开发需要的头文件的文件扩展名为.h，所述静态链接库文件的文件扩展名为.lib或.a；所述动态链接库文件的文件扩展名为.dll或.so。
应当说明的是，扩展得到的作战行为模型库能够在作战行为建模模块中进行编辑描述，并且，能够由作战行为执行引擎模块调用执行。
在一个具体的实施例中，所述作战行为执行引擎模块包括可执行程序模块和二次开发库模块，所述可执行程序模块用于提供运行作战行为树的操作界面，所述二次开发库模块用于响应用户操作将作战行为执行引擎嵌入其他执行程序中，实现二次定制开发，其中，
在一个具体的实施例中，所述作战行为执行引擎模块以所述建模模块输出的作战行为树描述文件为输入，调用原子行为库和作战行为模型扩展库，对作战行为模型进行仿真运行。
应当说明的是，作战行为模型的执行过程是对战行为树的执行，作战行为树执行的基本顺序为自上而下、自左至右。
在一个具体的实施例中，所述作战行为执行引擎模块包括可执行程序模块和二次开发库模块，其中，
所述可执行程序模块用于面向用户提供运行作战行为树的操作界面；
所述二次开发库模块支持将作战行为执行引擎嵌入其他执行程序中，用于二次定制开发。
本发明的第二个实施例提供了一种基于作战行为树的仿真方法，如图2所示，包括，
进行作战行为模型建模，使用作战行为建模模块进行作战行为模型的新建、编辑、导入和导出；
扩展作战行为模型库，通过二次开发库进行作战行为模型扩展；
运行作战行为模型，调用二次开发接口运行作战行为树或使用可执行模块运行作战行为树。
在一个具体的实施例中，所述使用作战行为建模模块进行作战行为模型编辑的过程中能够进行保存，保存的作战行为树模型能够被导入和导出。
值得说明的是，本发明实施例的基于作战行为树的仿真方法的过程和原理与前述的基于作战行为树的仿真系统的过程和原理类似，相关之处可参考，在此不再赘述。
如图3所示，本发明的第三个实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。适于用来实现上述实施例提供的基于作战行为树的仿真方法，包括中央处理模块(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的程序或者从存储部分加载到随机访问存储器(RAM)中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还存储有计算机设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输入(I/O)接口也连接至总线。
以下部件连接至I/O接口:包括键盘、鼠标等的输入部分；包括诸如液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分；包括硬盘等的存储部分；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分。通信部分经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器也根据需要连接至I/O接口。可拆卸介质，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分。
特别地，根据本实施例，上文流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在计算机可读介质上的计算机程序，上述计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。
本申请的第四个实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现：
进行作战行为模型建模，使用作战行为建模模块进行作战行为模型的新建、编辑、导入和导出；
扩展作战行为模型库，通过二次开发库进行作战行为模型扩展；
运行作战行为模型，调用二次开发接口运行作战行为树或使用可执行模块运行作战行为树。
在实际应用中，所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述得任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
应当说明的是，附图中的流程图和示意图，图示了本实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或示意图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，上述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，示意图和/或流程图中的每个方框、以及示意和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种基于作战行为树的仿真系统，其特征在于，包括作战行为建模模块、作战行为描述模块、原子作战行为模型库、作战行为模型二次开发库、作战行为执行引擎模块，其中，
所述作战行为建模模块，用于提供编辑画布，响应于用户操作进行作战行为树结构的编辑；
所述作战行为描述模块，用于根据所述作战行为建模模块输出的作战行为树结构进行格式化描述生成行为树描述文件；
所述原子作战行为模型库，用于存储原子作战行为模型，生成原子行为库；
所述作战行为模型二次开发库，用于对所述原子作战行为模型进行动态扩展得到作战行为模型扩展库；
所述作战行为执行引擎模块，用于接收所述行为树描述文件，调用所述原子行为库和作战行为模型扩展库，对作战行为模型进行仿真运行。
2.根据权利要求1所述的基于作战行为树的仿真系统，其特征在于，
所述用户操作包括作战行为树节点的编辑、作战行为树节点间的连接、作战行为树布局自动格式化和作战行为树的导入与导出。
3.根据权利要求2所述的基于作战行为树的仿真系统，其特征在于，
所述树描述文件保存有作战行为节点类型、作战行为节点名称、作战行为节点参数以及作战行为节点的连接关系。
4.根据权利要求3所述的基于作战行为树的仿真系统，其特征在于，
所述原子作战行为模型为无法再分解且能够复用的作战行为模型，包括根节点、顺序节点、选择节点、条件判断节点、取反节点、子树节点、重复节点、延迟节点、开始任务节点、停止任务节点、传感器开机节点、传感器关机节点、发射武器节点和开启干扰机节点。
5.根据权利要求4所述的基于作战行为树的仿真系统，其特征在于，
所述作战行为模型二次开发库提供了二次开发需要的头文件、静态链接库文件和动态链接库文件。
6.根据权利要求5所述的基于作战行为树的仿真系统，其特征在于，
所述作战行为执行引擎模块包括可执行程序模块和二次开发库模块，所述可执行程序模块用于提供运行作战行为树的操作界面，所述二次开发库模块用于响应用户操作将作战行为执行引擎嵌入到其他执行程序中，实现二次定制开发。
7.一种基于作战行为树的仿真方法，其特征在于，包括，
进行作战行为模型建模，使用作战行为建模模块进行作战行为模型的新建、编辑、导入和导出；
扩展作战行为模型库，通过二次开发库进行作战行为模型扩展；
运行作战行为模型，调用二次开发接口运行作战行为树或使用可执行模块运行作战行为树。
8.根据权利要求7所述的基于作战行为树的仿真方法，其特征在于，
所述使用作战行为建模模块进行作战行为模型编辑的过程中能够进行保存，保存的作战行为树模型能够被导入和导出。
9.一种计算机设备，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7-8任一项所述的方法。
10.一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7-8任一项所述的方法。
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| CN117669710A (zh) * | 2024-02-01 | 2024-03-08 | 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 | 面向博弈对抗任务的多行为树决策方案聚合方法和装置 |
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2023
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| CN117669710A (zh) * | 2024-02-01 | 2024-03-08 | 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 | 面向博弈对抗任务的多行为树决策方案聚合方法和装置 |
| CN117669710B (zh) * | 2024-02-01 | 2024-05-10 | 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 | 面向博弈对抗任务的多行为树决策方案聚合方法和装置 |
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