基于信息融合的无人机侦察目标意图识别研究 计算机专业VIP免费

1绪论1.1课题背景及意义“知己知彼，百战不殆”，正确判断敌方作战意图是自古以来取得战争胜利的关键因素[1]。从冷兵器时代到热兵器时代，再到信息化战争时代，了解敌方的作战准备、作战企图以及掌握整个战场态势是指挥人员孜孜以求的努力方向。尤其在信息化战争的防空作战指挥中，指挥人员更应该实时掌握敌方目标的作战意图以便做出合理的应对措施[2]。随着技术的发展，防空探测手段也由人员观察、雷达探测，逐步发展到各种先进的探测装备，如各种先进的雷达、声光电传感器系统等[3-4]。其中，随着无人机技术的不断进步，逐渐成为一种重要的防空探测装备[5]。无人机（UAV）是无人驾驶飞行器的简称，是一种拥有自主驱动力且能够携带任务设备，通过地面人员控制完成指定的任务，并且具备自主飞行能力和超视距飞行能力的无人驾驶飞行器。无人机制造成本低且体积小，可以携带制导控制系统、雷达探测设备和各种探测传感器等[6-8]。无人机发展已有一百多年的历史，最初是应用在战争中。美国早在二十世纪二十年代就开始研制无人机。二次世界大战期间，德国研制了无人轰炸机并将其应用于轰炸伦敦的行动中。第二次世界大战之后，无人机的主要功能向照相侦查方向转变，许多国家竞相开展侦查无人机的研制[9]。其中，美国已经研制出全球鹰先锋、影子-200、捕食者等先进的无人机并应用于实际作战中[10]；以色列的无人侦查及研制水平仅次于美国，已经研制出包括侦察兵、徘徊者和苍鹭等一系列先进的无人侦查机[11]；俄罗斯的无人侦查机研制水平比不上美国和以色列，但是经过不懈努力也已经推出了许多新机型[12-13]。在现代战争中也可看到无人机的身影，例如在海湾战争中，以美国为首的多国部队共投入使用两百多架无人侦查机。二十一世纪后，无人机向小型化、低造价、高生存率、低损耗和隐身方向发展，在作战侦查方面的应用越来越广泛[14]。海湾战争期间，美国使用了“爱国者”导弹来拦截“飞毛腿”导弹。但是其拦截成功率并不高，仅有70%左右[15-17]。战争结束后，美军进行分析时认为，造成导弹拦截命中率低的原因除了导弹自身外，更重要的是防空指挥控制系统没有很好的辅助指挥员理解空中目标意图[18]。随着科学技术在军事领域的不断发展，涌现出了大量面向复杂应用背景的军用多传感器信息系统[19]。这些信息系统包括雷达、光电、声波等传感器设备，能够从各个方面搜集到战场信息[20]。这些多传感器系统搜集到的信息来自多种不同的传感器，信息量大，信息类型多样、信息内容复杂，处理速度要求快，这些因素使得多传感器系统处理信息的能力需求已经大大超过人脑处理综合信息的能力[21]。联合作战指挥人员和参谋人员面临的首要问题不再是信息量不足，而是如何处理通过军事传感器系统获得的海量多源复杂的战场信息，科学、高效地分析这些准确或不准确的战场态势信息，实现从数据优势到决策优势的目的[22-25]。在高度复第1页杂的战场环境中，海量的数据会增加战场态势的复杂性，指挥员的决策会因为分析时间的增加而丧失实时性，从而导致丧失战场主动权[26]。为了实现快速决策，指挥员往往会根据自身经验进行信息的筛选，剔除大量其认为对战争影响不大的细节，从而减少决策时间[27]。但是，这种依据指挥员自身经验的决策方法会因为指挥员的自身偏好等主观因素而造成很多战场细节的丢失，引发局部和全局、细节和总体之间的矛盾[28]。为了解决这些问题，产生了利用计算机分析综合信息辅助指挥员与参谋人员判断敌方意图的需求[29]。随着现代战争中防空作战形势日趋恶劣，防空作战在整个战争进程中的地位日益凸显。空中态势评估是防空作战指挥的先决条件，因此在整个战争进程中变得异常重要和迫切。而空中态势评估首要任务就是解决空中目标意图识别问题。空中目标意图识别问题是一项亟待解决的难题，其具有以下特点[30-35]：（1）在目前的防空作战中，由于受到装备和技术的限制，空中目标意图识别主要依靠人为的判断和分析，很难得到准确的预测结果。（2）随着信息技术的发展，人工智能和计算机辅助决策技术越来越多的应用于空中目标意图识别问题。（3）目前的研究主要集中在对单一目标的意图识别和判断，...