1.本公開涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于群體智能涌現(xiàn)要素的無人機(jī)機(jī)群管控方法、裝置、設(shè)備、介質(zhì)和程序產(chǎn)品。


背景技術(shù)：

2.無人機(jī)具有高移動性、高部署速度、低成本、低人力等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代技術(shù)中的各個領(lǐng)域，致使其在尺寸、質(zhì)量、航程、航時、飛行高度、飛行速度，任務(wù)等多方面都有較大優(yōu)勢。目前，針對無人機(jī)機(jī)群的管控措施極為有限，因此亟需改進(jìn)。
3.在此部分中描述的方法不一定是之前已經(jīng)設(shè)想到或采用的方法。除非另有指明，否則不應(yīng)假定此部分中描述的任何方法僅因其包括在此部分中就被認(rèn)為是現(xiàn)有技術(shù)。類似地，除非另有指明，否則此部分中提及的問題不應(yīng)認(rèn)為在任何現(xiàn)有技術(shù)中已被公認(rèn)。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.本公開提供了一種基于群體智能涌現(xiàn)要素的無人機(jī)機(jī)群管控方法、裝置、電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
5.根據(jù)本公開的一方面，提供了一種基于群體智能涌現(xiàn)要素的無人機(jī)機(jī)群管控方法，所述群體智能涌現(xiàn)要素包括自治性的個體、共同的行為規(guī)則、期望的環(huán)境熵輸入、以及群體與個體間的反饋?zhàn)饔?，包括：檢測所述無人機(jī)機(jī)群的聚集程度，以評估所述無人機(jī)機(jī)群內(nèi)個體無人機(jī)的自治性；分析所述無人機(jī)機(jī)群的運(yùn)動方向準(zhǔn)確性，以評估所述無人機(jī)機(jī)群的行為規(guī)則；感知所述無人機(jī)機(jī)群所處的外界環(huán)境，以確定要作為環(huán)境熵輸入施加給所述無人機(jī)機(jī)群的干擾信號；構(gòu)建將被所述無人機(jī)機(jī)群感知的反饋輸入，以改變所述無人機(jī)機(jī)群與個體無人機(jī)間的反饋?zhàn)饔?；以及基于所述無人機(jī)機(jī)群的聚集程度、所述無人機(jī)機(jī)群的運(yùn)動方向準(zhǔn)確性、要施加的所述干擾信號和所構(gòu)建的所述反饋輸入，確定針對所述無人機(jī)機(jī)群的管控策略，其中，所述管控策略被確定以使得破壞所述無人機(jī)機(jī)群的群體智能涌現(xiàn)要素，從而反制所述無人機(jī)機(jī)群的群體智能。
6.根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種用于無人機(jī)機(jī)群管控的裝置，包括：檢測模塊，被配置為檢測所述無人機(jī)機(jī)群的聚集程度，以評估所述無人機(jī)機(jī)群內(nèi)個體無人機(jī)的自治性；分析模塊，被配置為分析所述無人機(jī)機(jī)群的運(yùn)動方向準(zhǔn)確性，以評估所述無人機(jī)機(jī)群的行為規(guī)則；感知模塊，被配置為感知所述無人機(jī)機(jī)群所處的外界環(huán)境，以確定要作為環(huán)境熵輸入施加給所述無人機(jī)機(jī)群的干擾信號；構(gòu)建模塊，被配置為構(gòu)建將被所述無人機(jī)機(jī)群感知的反饋輸入，以改變所述無人機(jī)機(jī)群與個體無人機(jī)間的反饋?zhàn)饔?；以及確定模塊，被配置為基于所述無人機(jī)機(jī)群的聚集程度、所述無人機(jī)機(jī)群的運(yùn)動方向準(zhǔn)確性和所構(gòu)建的所述反饋輸入，確定針對所述無人機(jī)機(jī)群的管控策略。
7.根據(jù)本公開的又一方面，提供了一種電子設(shè)備，包括：至少一個處理器；以及與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中所述存儲器存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序在被所述至少一個處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)上述方法。
8.根據(jù)本公開的又一方面，提供了一種存儲有計(jì)算機(jī)程序的非瞬時計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其中，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)上述方法。
9.根據(jù)本公開的再一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，其中，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)上述方法。
10.根據(jù)本公開的一個或多個實(shí)施例，提供了一種基于群體智能涌現(xiàn)要素的無人機(jī)機(jī)群管控方法，其基于系統(tǒng)動力學(xué)機(jī)制從底層剖析群體智能的產(chǎn)生機(jī)理和群體涌現(xiàn)要素，并進(jìn)一步利用群體涌現(xiàn)要素來實(shí)現(xiàn)針對無人機(jī)機(jī)群群體智能的有效管控。
11.應(yīng)當(dāng)理解，本部分所描述的內(nèi)容并非旨在標(biāo)識本公開的實(shí)施例的關(guān)鍵或重要特征，也不用于限制本公開的范圍。本公開的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解。
附圖說明
12.附圖示例性地示出了實(shí)施例并且構(gòu)成說明書的一部分，與說明書的文字描述一起用于講解實(shí)施例的示例性實(shí)施方式。所示出的實(shí)施例僅出于例示的目的，并不限制權(quán)利要求的范圍。在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記指代類似但不一定相同的要素。在附圖中：
13.圖1示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的基于群體智能涌現(xiàn)要素的無人機(jī)機(jī)群管控方法的流程圖；
14.圖2示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的確定要作為環(huán)境熵輸入施加給無人機(jī)機(jī)群的干擾信號的方法的流程圖；
15.圖3示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的群體與群體內(nèi)個體之間的反饋機(jī)制的示意圖；
16.圖4示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的用于無人機(jī)機(jī)群管控的裝置的框圖；并且
17.圖5示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的電子設(shè)備的框圖。
具體實(shí)施方式
18.以下結(jié)合附圖對本公開的示范性實(shí)施例做出說明，其中包括本公開實(shí)施例的各種細(xì)節(jié)以助于理解，應(yīng)當(dāng)將它們認(rèn)為僅僅是示范性的。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可以對這里描述的實(shí)施例做出各種改變和修改，而不會背離本公開的范圍。同樣，為了清楚和簡明，以下的描述中省略了對公知功能和結(jié)構(gòu)的描述。
19.在本公開中，除非另有說明，否則使用術(shù)語“第一”、“第二”等來描述各種要素不意圖限定這些要素的位置關(guān)系、時序關(guān)系或重要性關(guān)系，這種術(shù)語只是用于將一個元件與另一元件區(qū)分開。在一些示例中，第一要素和第二要素可以指向該要素的同一實(shí)例，而在某些情況下，基于上下文的描述，它們也可以指代不同實(shí)例。
20.在本公開中對各種所述示例的描述中所使用的術(shù)語只是為了描述特定示例的目的，而并非旨在進(jìn)行限制。除非上下文另外明確地表明，如果不特意限定要素的數(shù)量，則該要素可以是一個也可以是多個。此外，本公開中所使用的術(shù)語“和/或”涵蓋所列出的項(xiàng)目中的任何一個以及全部可能的組合方式。
21.術(shù)語“群體”與個體相對，指的是個體的共同體。不同個體按照某種元素特征結(jié)合在一起，以形成群體。群體包括單一元素群體和異構(gòu)群體。群體并非簡單地指整體等于其部分之和。不同群體在類型、大小、規(guī)模、性質(zhì)等方面千差萬別，展現(xiàn)出不同的對外形式。
22.術(shù)語“涌現(xiàn)”指的是系統(tǒng)中的單元遵循簡單的規(guī)則，通過局部相互作用構(gòu)成一個整
體時，系統(tǒng)層面突然產(chǎn)生的某些新的屬性和現(xiàn)象的過程。這一過程并不是系統(tǒng)個體行為的簡單加和，而是個體之間的相互作用后的涌現(xiàn)。當(dāng)個體數(shù)量達(dá)到一定數(shù)量時，根據(jù)協(xié)同學(xué)理論的基礎(chǔ)，在一定條件下，都可呈現(xiàn)出宏觀上的有序結(jié)構(gòu)，即展現(xiàn)出群體智能效果。
23.發(fā)明人認(rèn)識到，在蟻群覓食過程中，螞蟻有能力在沒有任何可見提示的情況下，找出從蟻穴到食物源的最短路徑，并且能隨環(huán)境的變化而動態(tài)地搜索新的路徑，進(jìn)而產(chǎn)生新的選擇。螞蟻個體能夠感知到別的螞蟻所分泌的信息素的存在及其強(qiáng)度，并將此作為導(dǎo)航路線，進(jìn)而蟻群便不斷向著信息素濃度高的方向移動。作為一種正反饋現(xiàn)象，蟻群選擇某一路徑的概率隨螞蟻個體數(shù)量的增多而逐步增大。當(dāng)一條路徑上的螞蟻數(shù)量過于龐大時，螞蟻中的部分個體會選擇其他的路徑，進(jìn)而產(chǎn)生負(fù)反饋，降低了原路線中螞蟻的密度，并與原路徑產(chǎn)生競爭。作為一種自組織個體，螞蟻在協(xié)調(diào)運(yùn)動過程中通過信息傳遞(視覺信號、聲音信號、觸覺信號、肢體動作和信息素等)等方式涌現(xiàn)出不同的隊(duì)列行為，使其在覓食行進(jìn)過程中能夠擺脫障礙物的干擾，快速適應(yīng)周圍環(huán)境并尋找到最優(yōu)路徑。因此，由螞蟻的覓食行為可以總結(jié)出四大涌現(xiàn)要素，即，自治性的個體、共同的行為規(guī)則、期望的環(huán)境熵輸入、以及群體與個體間的反饋?zhàn)饔?。然而，相關(guān)技術(shù)中的無人機(jī)機(jī)群管控方法未能考慮到無人機(jī)機(jī)群作為智能群體所展現(xiàn)出的涌現(xiàn)性。
24.為了解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本公開的一個或多個實(shí)施例，提出一種新的無人機(jī)機(jī)群管控方法。
25.該方法與相關(guān)技術(shù)中的對無人機(jī)機(jī)群進(jìn)行管控的方法不同，該方法基于系統(tǒng)動力學(xué)機(jī)制從底層剖析群體智能的產(chǎn)生機(jī)理和群體涌現(xiàn)要素，并進(jìn)一步利用群體涌現(xiàn)要素來實(shí)現(xiàn)針對無人機(jī)機(jī)群群體智能的管控。該方法很大程度上擴(kuò)展了對無人機(jī)機(jī)群進(jìn)行管控所需要考慮到的因素，并且能夠?qū)o人機(jī)機(jī)群作為智能群體所展現(xiàn)出的涌現(xiàn)性進(jìn)行抑制，從而實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)機(jī)群的有效管控。
26.下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本公開的示例性實(shí)施例。
27.圖1示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的基于群體智能涌現(xiàn)要素的無人機(jī)機(jī)群管控方法100的流程圖。如上所述，本文中的群體智能涌現(xiàn)要素包括自治性的個體、共同的行為規(guī)則、期望的環(huán)境熵輸入、以及群體與個體間的反饋?zhàn)饔?。以下參考圖1詳細(xì)描述該方法100的各個步驟：
28.在步驟s110，檢測所述無人機(jī)機(jī)群的聚集程度，以評估所述無人機(jī)機(jī)群內(nèi)個體無人機(jī)的自治性。
29.作為群體智能涌現(xiàn)的基礎(chǔ)，大量自治性個體表現(xiàn)為個體具有自己的行為邏輯，不受上層系統(tǒng)的完全控制。若當(dāng)前群體內(nèi)的個體存在差異(即，每個個體都存在個體探索能力)，則構(gòu)成自組織群體。當(dāng)群體內(nèi)的個體數(shù)量較少時，群體自治性不易被識別，群體不易產(chǎn)生涌現(xiàn)。當(dāng)群體內(nèi)的個體自治性較強(qiáng)時，群體的涌現(xiàn)行為不易被預(yù)先獲知。
30.群體內(nèi)個體的自治性，表現(xiàn)為群體內(nèi)個體的特征差異性。在一個示例中，可基于個體到群體的平均中心的度量來計(jì)算群體的差異性，計(jì)算公式如下：
[0031][0032]
其中，|p|表示群體規(guī)模，|r|表示搜索空間的最大對角線長度，n表示搜索空間的
維數(shù)，s
ij
表示群體內(nèi)個體i的第j維分量，表示當(dāng)前迭代時群體的平均中心的第j維分量，此群體差異性測量方法與群體規(guī)模和搜索空間大小無關(guān)，能夠較好地描述個體在群體內(nèi)分布的疏密情況。
[0033]
在一些實(shí)施例中，檢測所述無人機(jī)機(jī)群的聚集程度，以評估所述無人機(jī)機(jī)群內(nèi)個體無人機(jī)的自治性包括按下式計(jì)算當(dāng)前時刻t時所述無人機(jī)機(jī)群的聚集程度：
[0034][0035]
其中，i為個體無人機(jī)的編號，n為無人機(jī)機(jī)群內(nèi)個體無人機(jī)總數(shù)，m
i，side
為第i個個體無人機(jī)的通信半徑內(nèi)其他個體無人機(jī)的數(shù)量。所述無人機(jī)機(jī)群的聚集程度g(t)越大，表明所述無人機(jī)機(jī)群內(nèi)個體無人機(jī)的自治性越高。
[0036]
聚集程度g(t)的計(jì)算結(jié)果越大，表明當(dāng)前無人機(jī)機(jī)群的分布狀態(tài)越好，亦即表明群體內(nèi)個體的自治性較高，從而亟需較強(qiáng)的針對無人機(jī)機(jī)群的管控手段。由此，在無人機(jī)機(jī)群內(nèi)個體無人機(jī)的自治性較高的情況下，可通過數(shù)據(jù)鏈等技術(shù)接管無人機(jī)機(jī)群中的一個或多個無人機(jī)來實(shí)現(xiàn)針對無人機(jī)的管控捕獲，以使得無人機(jī)機(jī)群中個體無人機(jī)的自治性被改變，從而達(dá)到對無人機(jī)機(jī)群進(jìn)行管控(例如，反制)的目的。
[0037]
在一些實(shí)施例中，也可通過探測設(shè)備(例如，雷達(dá)探測設(shè)備、紅外探測設(shè)備等)獲得關(guān)于無人機(jī)機(jī)群的聚集程度的信息。
[0038]
在步驟s120，分析所述無人機(jī)機(jī)群的運(yùn)動方向準(zhǔn)確性，以評估所述無人機(jī)機(jī)群的行為規(guī)則。
[0039]
行為規(guī)則也稱為行為規(guī)則集。作為群體智能涌現(xiàn)的必要條件，不同個體選擇不同的行為規(guī)則將會導(dǎo)致不同的涌現(xiàn)結(jié)果。隨著個體及其對行為規(guī)則的選擇的復(fù)雜度的提升，群體的行為規(guī)則被不斷地?cái)U(kuò)大，從而導(dǎo)致涌現(xiàn)性的輸出也呈現(xiàn)多元化。然而，當(dāng)個體完全獨(dú)立(即，每個個體地行為規(guī)則彼此互不重疊)時，涌現(xiàn)將不可能產(chǎn)生，所以涌現(xiàn)的產(chǎn)生基礎(chǔ)是基于個體的重疊行為規(guī)則的共性行為集。
[0040]
由此，有必要對無人機(jī)機(jī)群的行為規(guī)則進(jìn)行分析。在相關(guān)技術(shù)中，為實(shí)現(xiàn)無人機(jī)機(jī)群的去中心化和穩(wěn)定的集群結(jié)構(gòu)，大多數(shù)的無人機(jī)機(jī)群操縱采用的是分層梯隊(duì)形式，這會導(dǎo)致無人機(jī)機(jī)群內(nèi)個體無人機(jī)的價值分布相對地均勻。因而，采用“擒賊擒王”戰(zhàn)術(shù)將無法獲得預(yù)期收益。盡管如此，當(dāng)此類無人機(jī)機(jī)群遇到攻擊目標(biāo)時，通常會遵循先選擇a目標(biāo)(例如，完好的目標(biāo))、后選擇b目標(biāo)(例如，離自已最近的目標(biāo))的優(yōu)先級策略，從而導(dǎo)致群體內(nèi)個體無人機(jī)價值的分布不均。即，部分個體無人機(jī)將充當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)者無人機(jī)來向鄰近無人機(jī)通信，此時形成的攻擊群體將會向目標(biāo)運(yùn)動。
[0041]
在一些實(shí)施例中，分析所述無人機(jī)機(jī)群的運(yùn)動方向準(zhǔn)確性，以評估所述無人機(jī)機(jī)群的行為規(guī)則包括按下式計(jì)算當(dāng)前時刻t時所述無人機(jī)機(jī)群的偏差角：
[0042][0043]
其中，pi為領(lǐng)導(dǎo)者無人機(jī)的偏好方向，所述領(lǐng)導(dǎo)者無人機(jī)負(fù)責(zé)與鄰近無人機(jī)通信，wi(t)為第i個個體無人機(jī)在當(dāng)前時刻t時的位置矢量，wi(t+δt)為第i個個體無人機(jī)在下一步長時刻t+δt時的位置矢量。所述無人機(jī)機(jī)群的偏差角θ越小，表明所述無人機(jī)機(jī)群的運(yùn)動方向準(zhǔn)確性越高，個體無人機(jī)的行為規(guī)則越趨同。由此，在個體無人機(jī)行為規(guī)則趨同性較
大的情況下，可預(yù)估無人機(jī)機(jī)群在未來時刻的準(zhǔn)確位置，利用分裂個體行為的手段，選擇群體內(nèi)較高價值的個體無人機(jī)來實(shí)施管控措施。
[0044]
在步驟s130，感知所述無人機(jī)機(jī)群所處的外界環(huán)境，以確定要作為環(huán)境熵輸入施加給所述無人機(jī)機(jī)群的干擾信號。
[0045]
作為群體智能涌現(xiàn)的誘因，在環(huán)境條件的變化下，群體內(nèi)的個體為了應(yīng)對當(dāng)前環(huán)境而動態(tài)加載不同的行為規(guī)則，從而在與環(huán)境交互和個體之間的相互作用中產(chǎn)生新的涌現(xiàn)效果。因而，環(huán)境熵輸入成為影響群體脆弱性的關(guān)鍵因素之一。由于群體內(nèi)部的自組織性和魯棒性，環(huán)境熵輸入將導(dǎo)致群體涌現(xiàn)出不同的表達(dá)能力。
[0046]
圖2示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的確定要作為環(huán)境熵輸入施加給無人機(jī)機(jī)群的干擾信號的方法200的流程圖。以下參考圖2詳細(xì)描述方法200的各個步驟。
[0047]
在步驟s210，確定所述無人機(jī)機(jī)群所處外界環(huán)境中針對所述無人機(jī)機(jī)群的干擾因素。
[0048]
在一些實(shí)施例中，針對無人機(jī)機(jī)群的干擾因素可用于阻斷環(huán)境熵通道、阻斷群體內(nèi)各個個體間的信息交互、改變環(huán)境熵反饋路徑或者影響群體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以使得能夠影響個體與環(huán)境、個體與群體之間的交流，從而實(shí)現(xiàn)對群體智能的控制。
[0049]
在步驟s220，從預(yù)先構(gòu)建的區(qū)域偵察預(yù)警體系確定與所述干擾因素相對應(yīng)的干擾信號以用于施加給所述無人機(jī)機(jī)群。
[0050]
為了盡可能排除未知因素的干擾和不可控因素的介入，可考慮構(gòu)建區(qū)域偵查預(yù)警體系，從而在考慮成本代價的情況下形成用于多方位多源信息識別的分布結(jié)構(gòu)，以提高戰(zhàn)場環(huán)境感知能力。
[0051]
在一些實(shí)施例中，所確定的用于施加給無人機(jī)機(jī)群的干擾信號被配置成控制無人機(jī)機(jī)群的輸入環(huán)境熵，例如，包括使用微波手段、激光手段等干擾無人機(jī)的探測識別能力，從而削弱壓制其通信、探測及指揮能力。
[0052]
返回參考圖1，在步驟s140，構(gòu)建將被所述無人機(jī)機(jī)群感知的反饋輸入，以改變所述無人機(jī)機(jī)群與個體無人機(jī)問的反饋?zhàn)饔谩?br/>[0053]
群體與個體間的反饋也是群體智能涌現(xiàn)的關(guān)鍵因素之一。圖3示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的群體與群體內(nèi)個體之間的反饋機(jī)制300的示意圖。
[0054]
如圖3所示，作為個體運(yùn)行的輸入?yún)?shù)，環(huán)境熵輸入301(例如，其可以包括或者可以不包括如在方法200的步驟s220中所確定的要施加給個體的干擾信號)被饋送至個體運(yùn)行302，個體運(yùn)行302向群體內(nèi)的各個個體303(例如，個體1、個體2、個體3
……
個體n)指派相應(yīng)環(huán)境熵輸入，以使群體內(nèi)的各個個體能夠運(yùn)行。不同個體的輸出信號(例如，y1、y2、y3和y4)將作為不同的前饋支路，輸入到群體304后進(jìn)行處理。相應(yīng)地，多路疊加后產(chǎn)生的信號(例如，群體狀態(tài)信號y)在被采集之后經(jīng)由反饋處理306再次饋送至個體輸入端。需要注意的是，這種反饋是非線性的，其將在個體間相互作用，并且這種效果能夠不斷迭代，從而涌現(xiàn)出更多的現(xiàn)象。
[0055]
在一些實(shí)施例中，可通過減少有效反饋和提供虛假負(fù)反饋等手段來弱化群體智能，從而對群體智能涌現(xiàn)性進(jìn)行抑制。
[0056]
參考圖3描述的反饋機(jī)制同樣也基于群體內(nèi)個體的行為規(guī)則。作為具有群體智能涌現(xiàn)性的結(jié)果，無人機(jī)機(jī)群具有選擇目標(biāo)完好性的特點(diǎn)，在感知到目標(biāo)物體的完好性快速
下降時，無人機(jī)機(jī)群內(nèi)的部分自治性個體無人機(jī)會主動選擇其他目標(biāo)。此時若能干擾到無人機(jī)機(jī)群的感知系統(tǒng)，使其感知到錯誤信息便可降低機(jī)群的分布式結(jié)構(gòu)，從而對其實(shí)施管控。通常，無人機(jī)機(jī)群在采取行動時具有選擇高承受性目標(biāo)的特性，會在感知到目標(biāo)的最大承受力后，派遣與不超過該最大承受力相對應(yīng)的個體無人機(jī)來采取針對該目標(biāo)的行動。
[0057]
對此，存在多種對策：一是以比自身承受力低的承受力來吸引無人機(jī)機(jī)群派遣個體無人機(jī)，以至少對這些所派遣的個體無人機(jī)進(jìn)行有效管控；二是通過以比自身承受力高的承受力來吸引無人機(jī)機(jī)群派遣更多個體無人機(jī)，從而使無人機(jī)機(jī)群的聚集程度降低；三是創(chuàng)建偽目標(biāo)來吸引無人機(jī)機(jī)群采取行動，等等。
[0058]
在一些實(shí)施例中，構(gòu)建將被所述無人機(jī)機(jī)群感知的反饋輸入，以改變所述無人機(jī)機(jī)群與個體無人機(jī)間的反饋?zhàn)饔冒ɑ谒u估的所述無人機(jī)機(jī)群的行為規(guī)則，構(gòu)建將被所述無人機(jī)機(jī)群感知的反饋輸入。所述反饋輸入包括創(chuàng)建偽目標(biāo)和/或誘餌目標(biāo)，以吸引所述無人機(jī)機(jī)群針對所述偽目標(biāo)和/或誘餌目標(biāo)(例如，紅外誘餌等)采取行動。由此，通過調(diào)整無人機(jī)機(jī)群的真實(shí)反饋輸入和/或建立虛假負(fù)反饋，可以低成本高效率地實(shí)現(xiàn)對至少部分個體無人機(jī)的管控，使無人機(jī)機(jī)群聚集程度降低，從而有利于實(shí)現(xiàn)對個體無人機(jī)的精準(zhǔn)管控。
[0059]
返回參考圖1，在步驟s150，基于所述無人機(jī)機(jī)群的聚集程度、所述無人機(jī)機(jī)群的運(yùn)動方向準(zhǔn)確性、要施加的所述干擾信號和所構(gòu)建的所述反饋輸入，確定針對所述無人機(jī)機(jī)群的管控策略。所述管控策略被確定以使得破壞所述無人機(jī)機(jī)群的群體智能涌現(xiàn)要素，從而反制所述無人機(jī)機(jī)群的群體智能。
[0060]
由此，根據(jù)本公開實(shí)施例的無人機(jī)機(jī)群管控方法基于系統(tǒng)動力學(xué)機(jī)制從底層剖析群體智能的產(chǎn)生機(jī)理和群體涌現(xiàn)要素，并進(jìn)一步利用群體涌現(xiàn)要素來實(shí)現(xiàn)針對無人機(jī)機(jī)群群體智能的有效管控。
[0061]
在一些實(shí)施例中，針對所述無人機(jī)機(jī)群的管控策略包括用于對所述無人機(jī)機(jī)群內(nèi)的個體無人機(jī)進(jìn)行管控捕獲的第一管控子策略、用于對所述無人機(jī)機(jī)群內(nèi)的選定個體無人機(jī)進(jìn)行攻擊的第二管控子策略、用于對所述無人機(jī)機(jī)群施加干擾的第三管控子策略和用于對所述無人機(jī)機(jī)群構(gòu)建虛假反饋輸入的第四管控子策略。進(jìn)一步地，基于所述無人機(jī)機(jī)群的聚集程度、所述無人機(jī)機(jī)群的運(yùn)動方向準(zhǔn)確性、要施加的所述干擾信號和所構(gòu)建的所述反饋輸入，確定針對所述無人機(jī)機(jī)群的管控策略包括：在所述無人機(jī)機(jī)群的聚集程度大于第一閾值的情況下，增大所述第一管控子策略的權(quán)重；以及在所述無人機(jī)機(jī)群的偏差角小于第二閾值的情況下，增大所述第二管控子策略的權(quán)重。
[0062]
需要注意的是，如上所述的第一閾值和第二閾值可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，在此不對其進(jìn)行限定。
[0063]
可任選地，用于對所述無人機(jī)機(jī)群施加干擾的第三管控子策略和/或用于對所述無人機(jī)機(jī)群構(gòu)建虛假反饋輸入的第四管控子策略可以是預(yù)定的，或者可以是被動態(tài)地調(diào)整的(例如，基于上述各種因素中的一者或多者)。
[0064]
圖4示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的用于無人機(jī)機(jī)群管控的裝置400的框圖。裝置400包括：檢測模塊410，被配置為檢測所述無人機(jī)機(jī)群的聚集程度，以評估所述無人機(jī)機(jī)群內(nèi)個體無人機(jī)的自治性；分析模塊420，被配置為分析所述無人機(jī)機(jī)群的運(yùn)動方向準(zhǔn)確性，以評估所述無人機(jī)機(jī)群的行為規(guī)則；感知模塊430，被配置為感知所述無人機(jī)機(jī)群所處的外界
環(huán)境，以確定要作為環(huán)境熵輸入施加給所述無人機(jī)機(jī)群的干擾信號；構(gòu)建模塊440，被配置為構(gòu)建將被所述無人機(jī)機(jī)群感知的反饋輸入，以改變所述無人機(jī)機(jī)群與個體無人機(jī)間的反饋?zhàn)饔?；以及確定模塊450，被配置為基于所述無人機(jī)機(jī)群的聚集程度、所述無人機(jī)機(jī)群的運(yùn)動方向準(zhǔn)確性和所構(gòu)建的所述反饋輸入，確定針對所述無人機(jī)機(jī)群的管控策略。
[0065]
該裝置400與相關(guān)技術(shù)中的對無人機(jī)機(jī)群進(jìn)行管控的裝置不同。該裝置基于系統(tǒng)動力學(xué)機(jī)制從底層剖析群體智能的產(chǎn)生機(jī)理和群體涌現(xiàn)要素，并進(jìn)一步利用群體涌現(xiàn)要素來實(shí)現(xiàn)針對無人機(jī)機(jī)群群體智能的管控。裝置400很大程度上擴(kuò)展了對無人機(jī)機(jī)群進(jìn)行管控所需要考慮到的因素，并且能夠?qū)o人機(jī)機(jī)群作為智能群體所展現(xiàn)出的涌現(xiàn)性進(jìn)行抑制，從而實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)機(jī)群的有效管控。
[0066]
根據(jù)本公開的另一方面，還提供一種電子設(shè)備，包括：至少一個處理器；以及與至少一個處理器通信連接的存儲器；其中存儲器存儲有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序在被至少一個處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)根據(jù)上述的方法。
[0067]
根據(jù)本公開的另一方面，還提供一種存儲有計(jì)算機(jī)程序的非瞬時計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其中，計(jì)算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)根據(jù)上述的方法。
[0068]
根據(jù)本公開的另一方面，還提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，其中，計(jì)算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)根據(jù)上述的方法。
[0069]
本公開實(shí)施例可在intel(r)core(tm)i5-9400 cpu@2.90ghz windows 10系統(tǒng)下，unity2020.3.1f1c1，vs code 1.65.2運(yùn)行平臺上實(shí)現(xiàn)。通過腳本的編寫，實(shí)現(xiàn)基于部分規(guī)則和行為概率分布的無人機(jī)機(jī)群共性行為集，通過目標(biāo)設(shè)置基于群體智能涌現(xiàn)的管控措施對無人機(jī)機(jī)群進(jìn)行管控。各類參數(shù)具有充分的可調(diào)空間以確保模擬復(fù)雜的外界環(huán)境和態(tài)勢。
[0070]
參見圖5，現(xiàn)將描述可以作為本公開的電子設(shè)備500的結(jié)構(gòu)框圖，其是可以應(yīng)用于本公開的各方面的硬件設(shè)備的示例。電子設(shè)備可以是不同類型的計(jì)算機(jī)設(shè)備，諸如，膝上型計(jì)算機(jī)、臺式計(jì)算機(jī)、工作臺、個人數(shù)字助理、服務(wù)器、刀片式服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、和其它適合的計(jì)算機(jī)。電子設(shè)備還可以表示各種形式的移動裝置，諸如，個人數(shù)字處理、蜂窩電話、智能電話、可穿戴設(shè)備和其它類似的計(jì)算裝置。本文所示的部件、它們的連接和關(guān)系、以及它們的功能僅僅作為示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公開的實(shí)現(xiàn)。
[0071]
圖5示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的電子設(shè)備的框圖。如圖5所示，電子設(shè)備500可以包括能夠通過系統(tǒng)總線503彼此通信的至少一個處理器501、工作存儲器502、輸入單元504、顯示單元505、揚(yáng)聲器506、存儲單元507、通信單元508以及其它輸出單元509。
[0072]
處理器501可以是單個處理單元或多個處理單元，所有處理單元可以包括單個或多個計(jì)算單元或者多個核心。處理器501可以被實(shí)施成一個或更多微處理器、微型計(jì)算機(jī)、微控制器、數(shù)字信號處理器、中央處理單元、狀態(tài)機(jī)、邏輯電路和/或基于操作指令來操縱信號的任何設(shè)備。處理器501可以被配置成獲取并且執(zhí)行存儲在工作存儲器502、存儲單元507或者其他計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可讀指令，諸如操作系統(tǒng)502a的程序代碼、應(yīng)用程序502b的程序代碼等。
[0073]
工作存儲器502和存儲單元507是用于存儲指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)的示例，指令由處理器501執(zhí)行來實(shí)施前面所描述的各種功能。工作存儲器502可以包括易失性存儲器和非易失性存儲器二者(例如ram、rom等等)。此外，存儲單元507可以包括硬盤驅(qū)動器、固態(tài)
驅(qū)動器、可移除介質(zhì)、包括外部和可移除驅(qū)動器、存儲器卡、閃存、軟盤、光盤(例如cd、dvd)、存儲陣列、網(wǎng)絡(luò)附屬存儲、存儲區(qū)域網(wǎng)等等。工作存儲器502和存儲單元507在本文中都可以被統(tǒng)稱為存儲器或計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，并且可以是能夠把計(jì)算機(jī)可讀、處理器可執(zhí)行程序指令存儲為計(jì)算機(jī)程序代碼的非暫態(tài)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)程序代碼可以由處理器501作為被配置成實(shí)施在本文的示例中所描述的操作和功能的特定機(jī)器來執(zhí)行。
[0074]
輸入單元506可以是能向電子設(shè)備500輸入信息的任何類型的設(shè)備，輸入單元506可以接收輸入的數(shù)字或字符信息，以及產(chǎn)生與電子設(shè)備的用戶設(shè)置和/或功能控制有關(guān)的鍵信號輸入，并且可以包括但不限于鼠標(biāo)、鍵盤、觸摸屏、軌跡板、軌跡球、操作桿、麥克風(fēng)和/或遙控器。輸出單元可以是能呈現(xiàn)信息的任何類型的設(shè)備，并且可以包括但不限于顯示單元505、揚(yáng)聲器506以及其它輸出單元509，其它輸出單元509可以但不限于包括視頻/音頻輸出終端、振動器和/或打印機(jī)。通信單元508允許電子設(shè)備500通過諸如因特網(wǎng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和/或各種電信網(wǎng)絡(luò)與其他設(shè)備交換信息/數(shù)據(jù)，并且可以包括但不限于調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)卡、紅外通信設(shè)備、無線通信收發(fā)機(jī)和/或芯片組，例如藍(lán)牙tm設(shè)備、802.11設(shè)備、wifi設(shè)備、wimax設(shè)備、蜂窩通信設(shè)備和/或類似物。
[0075]
工作寄存器502中的應(yīng)用程序502b可以被加載執(zhí)行上文所描述的各個方法和處理。例如，在一些實(shí)施例中，圖像處理方法可被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)軟件程序，其被有形地包含于機(jī)器可讀介質(zhì)，例如存儲單元507。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)程序的部分或者全部可以經(jīng)由存儲單元507和/或通信單元508而被載入和/或安裝到電子設(shè)備500上。當(dāng)計(jì)算機(jī)程序被加載并由處理器501執(zhí)行時，可以執(zhí)行上文描述的圖像處理方法的一個或多個步驟。備選地，在其他實(shí)施例中，處理器501可以通過其他任何適當(dāng)?shù)姆绞?例如，借助于固件)而被配置為執(zhí)行圖像處理方法。
[0076]
本文中以上描述的系統(tǒng)和技術(shù)的各種實(shí)施方式可以在數(shù)字電子電路系統(tǒng)、集成電路系統(tǒng)、場可編程門陣列(fpga)、專用集成電路(asic)、專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(assp)、芯片上系統(tǒng)的系統(tǒng)(soc)、負(fù)載可編程邏輯設(shè)備(cpld)、計(jì)算機(jī)硬件、固件、軟件、和/或它們的組合中實(shí)現(xiàn)。這些各種實(shí)施方式可以包括：實(shí)施在一個或者多個計(jì)算機(jī)程序中，該一個或者多個計(jì)算機(jī)程序可在包括至少一個可編程處理器的可編程系統(tǒng)上執(zhí)行和/或解釋，該可編程處理器可以是專用或者通用可編程處理器，可以從存儲系統(tǒng)、至少一個輸入裝置、和至少一個輸出裝置接收數(shù)據(jù)和指令，并且將數(shù)據(jù)和指令傳輸至該存儲系統(tǒng)、該至少一個輸入裝置、和該至少一個輸出裝置。
[0077]
用于實(shí)施本公開的方法的程序代碼可以采用一個或多個編程語言的任何組合來編寫。這些程序代碼可以提供給通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器或控制器，使得程序代碼當(dāng)由處理器或控制器執(zhí)行時使流程圖和/或框圖中所規(guī)定的功能/操作被實(shí)施。程序代碼可以完全在機(jī)器上執(zhí)行、部分地在機(jī)器上執(zhí)行，作為獨(dú)立軟件包部分地在機(jī)器上執(zhí)行且部分地在遠(yuǎn)程機(jī)器上執(zhí)行或完全在遠(yuǎn)程機(jī)器或服務(wù)器上執(zhí)行。
[0078]
在本公開的上下文中，機(jī)器可讀介質(zhì)可以是有形的介質(zhì)，其可以包含或存儲以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用或與指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備結(jié)合地使用的程序。機(jī)器可讀介質(zhì)可以是機(jī)器可讀信號介質(zhì)或機(jī)器可讀儲存介質(zhì)。機(jī)器可讀介質(zhì)可以包括但不限于電子的、磁性的、光學(xué)的、電磁的、紅外的、或半導(dǎo)體系統(tǒng)、裝置或設(shè)備，或者上述內(nèi)容的任何合適組合。機(jī)器可讀存儲介質(zhì)的更具體示例會包括基于一個或多個線的電氣連接、便攜式計(jì)
算機(jī)盤、硬盤、隨機(jī)存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、可擦除可編程只讀存儲器(eprom或快閃存儲器)、光纖、便捷式緊湊盤只讀存儲器(cd-rom)、光學(xué)儲存設(shè)備、磁儲存設(shè)備、或上述內(nèi)容的任何合適組合。
[0079]
為了提供與用戶的交互，可以在計(jì)算機(jī)上實(shí)施此處描述的系統(tǒng)和技術(shù)，該計(jì)算機(jī)具有：用于向用戶顯示信息的顯示裝置(例如，crt(陰極射線管)或者lcd(液晶顯示器)監(jiān)視器)；以及鍵盤和指向裝置(例如，鼠標(biāo)或者軌跡球)，用戶可以通過該鍵盤和該指向裝置來將輸入提供給計(jì)算機(jī)。其它種類的裝置還可以用于提供與用戶的交互；例如，提供給用戶的反饋可以是任何形式的傳感反饋(例如，視覺反饋、聽覺反饋、或者觸覺反饋)；并且可以用任何形式(包括聲輸入、語音輸入或者、觸覺輸入)來接收來自用戶的輸入。
[0080]
可以將此處描述的系統(tǒng)和技術(shù)實(shí)施在包括后臺部件的計(jì)算系統(tǒng)(例如，作為數(shù)據(jù)服務(wù)器)、或者包括中間件部件的計(jì)算系統(tǒng)(例如，應(yīng)用服務(wù)器)、或者包括前端部件的計(jì)算系統(tǒng)(例如，具有圖形用戶界面或者網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的用戶計(jì)算機(jī)，用戶可以通過該圖形用戶界面或者該網(wǎng)絡(luò)瀏覽器來與此處描述的系統(tǒng)和技術(shù)的實(shí)施方式交互)、或者包括這種后臺部件、中間件部件、或者前端部件的任何組合的計(jì)算系統(tǒng)中。可以通過任何形式或者介質(zhì)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信(例如，通信網(wǎng)絡(luò))來將系統(tǒng)的部件相互連接。通信網(wǎng)絡(luò)的示例包括：局域網(wǎng)(lan)、廣域網(wǎng)(wan)和互聯(lián)網(wǎng)。
[0081]
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以包括客戶端和服務(wù)器?？蛻舳撕头?wù)器一般遠(yuǎn)離彼此并且通常通過通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互。通過在相應(yīng)的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行并且彼此具有客戶端-服務(wù)器關(guān)系的計(jì)算機(jī)程序來產(chǎn)生客戶端和服務(wù)器的關(guān)系。
[0082]
應(yīng)該理解，可以使用上面所示的各種形式的流程，重新排序、增加或刪除步驟。例如，本公開中記載的各步驟可以并行地執(zhí)行、也可以順序地或以不同的次序執(zhí)行，只要能夠?qū)崿F(xiàn)本公開公開的技術(shù)方案所期望的結(jié)果，本文在此不進(jìn)行限制。
[0083]
雖然已經(jīng)參照附圖描述了本公開的實(shí)施例或示例，但應(yīng)理解，上述的方法、系統(tǒng)和設(shè)備僅僅是示例性的實(shí)施例或示例，本發(fā)明的范圍并不由這些實(shí)施例或示例限制，而是僅由授權(quán)后的權(quán)利要求書及其等同范圍來限定。實(shí)施例或示例中的各種要素可以被省略或者可由其等同要素替代。此外，可以通過不同于本公開中描述的次序來執(zhí)行各步驟。進(jìn)一步地，可以以各種方式組合實(shí)施例或示例中的各種要素。重要的是隨著技術(shù)的演進(jìn)，在此描述的很多要素可以由本公開之后出現(xiàn)的等同要素進(jìn)行替換。