【专题】复杂陆战场环境下的智能感知理论现状与发展

近年来,由于基于深度学习方法的智能检测算法不断演进,其网络结构不断进化,实用化程度不断提高,因此,将其应用于复杂战场环境下,形成实用化智能感知能力的可行性不断提高。然而算法的可靠性、可解释性问题目前仍未完全解决。本文认为,在未来的地面无人平台系统框架内,使用基于深度学习的目标检测识别方法,融合多种传感器感知信号,探索如何可靠地收集无人平台附近敌我车辆、人员、相关物体状况以及视距内的地理与气象环境信息,能够实现多元智能感知过程,构建智能复杂体系,为无人平台实现复杂战场环境感知理解,自主环境判定、自主行走、自主危险判定甚至威胁自动处置提供技术储备。同时,这也将是军队下一步智能感知理论方向的主要任务。     

复杂陆战场环境下的智能感知理论现状与发展

近年来,由于基于深度学习方法的智能检测算法不断演进,其网络结构不断进化,实用化程度不断提高,因此,将其应用于复杂战场环境下,形成实用化智能感知能力的可行性不断提高。然而算法的可靠性、可解释性问题目前仍未完全解决。本文认为,在未来的地面无人平台系统框架内,使用基于深度学习的目标检测识别方法,融合多种传感器感知信号,探索如何可靠地收集无人平台附近敌我车辆、人员、相关物体状况以及视距内的地理与气象环境信息,能够实现多元智能感知过程,构建智能复杂体系,为无人平台实现复杂战场环境感知理解,自主环境判定、自主行走、自主危险判定甚至威胁自动处置提供技术储备。同时,这也将是军队下一步智能感知理论方向的主要任务。     

【专题】无人系统互操作性发展现状与关键问题

无人系统正在加速由专用化、单一化向通用化、标准化发展,多无人系统协同、无人-有人系统协同、无人系统集群等新型作战概念不断成熟。无人系统互操作性是提高无人系统联合作战能力的倍增器和推动无人系统系列化发展的重要抓手,也是适应无人系统协同化、集群化发展的必然需求。本文详细阐述了无人系统互操作性的概念内涵,从顶层规划、技术创新和能力验证三个方面分析了无人系统互操作性发展现状,提出了一种针对跨域、多域无人系统互操作的等级模型,构建了自底向上和自顶向下相结合的互操作性关键支撑技术体系,剖析了通用/开放体系架构、标准协议与模块化组件、自主能力评估验证、数据传输与数据策略等技术因素,并展望了下一步研究重点。     

无人系统互操作性发展现状与关键问题

无人系统正在加速由专用化、单一化向通用化、标准化发展,多无人系统协同、无人-有人系统协同、无人系统集群等新型作战概念不断成熟。无人系统互操作性是提高无人系统联合作战能力的倍增器和推动无人系统系列化发展的重要抓手,也是适应无人系统协同化、集群化发展的必然需求。本文详细阐述了无人系统互操作性的概念内涵,从顶层规划、技术创新和能力验证三个方面分析了无人系统互操作性发展现状,提出了一种针对跨域、多域无人系统互操作的等级模型,构建了自底向上和自顶向下相结合的互操作性关键支撑技术体系,剖析了通用/开放体系架构、标准协议与模块化组件、自主能力评估验证、数据传输与数据策略等技术因素,并展望了下一步研究重点。     

地面无人作战平台信息感知及其关键技术研究

信息感知是地面无人平台自主导航控制和执行任务的前提。介绍了国内外地面无人作战平台信息感知技术的研究现状;根据地面无人作战平台对远、中、近不同层次环境信息感知能力的要求,建立基于对象协同的信息感知模型。分别阐述了自主感知与协同感知各自所需的关键技术,提出多技术融合、全方位协同的发展方向。研究表明,全方位的协同感知才能提高无人作战平台自身的生存和任务执行能力。     

无人系统安全防护研究

当前,无人作战系统在大规模、高烈度、高科技体系对抗中的安全防护能力尚显不足,需从多方面加以提升。本文首先从自然环境、协同运用、综合对抗以及自主权限给无人系统带来的安全风险为出发点,深入分析了无人系统的安全防护需求;其次,根据需求,总结了无人系统安全防护的目标,并分别从提升无人系统环境适应性能、降低无人系统可探测概率、强化无人系统抗毁伤能力、夯实无人系统自主作战安全性设计等四方面详述了无人系统可采取的安全防范措施;再次,利用体系防护资源,结合无人平台和载荷的防护基础,提出了内外一体的、控制与防护分离的协同安全架构;最后,对无人系统安全防护的未来发展趋势进行了展望。     

网络化多平台协同控制与决策系统总体设计框架

针对单一平台在探测能力和信息获取方面的局限性,提出构建基于空中、地面、水中平台的多平台人机协同控制与决策系统的体系结构,该系统的特点是有人参与决策,可实现有人平台和无人平台的协同。分析了地面指挥控制与决策中心及各平台应具有的功能,并对人机交互软件界面进行了总体设计。给出了一个典型的应用场景,分析了其工作原理及多平台协同跟踪与决策过程,验证了所提系统体系结构的灵活性和合理性。     

基于半实物仿真的水面无人艇测试系统构建方法

水面无人艇是一种新型无人自主作战舰艇,能够通过任务设定、预规划航路、搭载不同的任务载荷,完成多种任务,包括警戒巡逻、侦察监视、反潜反水雷等.由于水面无人艇对工作环境要求较高,因此为了能够在实艇海上试验之前,在实验室条件下进行充分的测试,提出一种基于半实物仿真的水面无人艇测试系统构建方法,测试系统基于由实物岸基航行任务指...     

基于深度强化学习的无人战车自主行为决策

针对高动态强对抗战场环境下,无人战车面临的自主行为决策问题,分析了未来陆战场无人战车实际作战需求,构建了基于马尔可夫决策过程的自主行为决策模型,提出了一种深度强化学习结合行为树的方法,利用行为树的逻辑规则与先验知识降低强化学习问题的难度,保证收敛性和鲁棒性,同时使行为决策模型具有学习能力.构建典型作战场景,验证深度强化学习结合行为树的无人战车自主行为决策方法的有效性.     

目标协同跟踪系统图像监控软件流程设计

为更好地对复杂战场环境下敌方目标运动状态作出精确估计并实施精确打击,提出了构建基于多传感器的目标协同跟踪系统的设计方案。设计的系统主要由可见光无人传感器平台、指挥控制中心、传输设备组成,重点阐述了指挥控制中心图像监控软件设计流程。该系统的设计为进一步研究基于微波、毫米波、红外、可见光等混合多源传感器的目标协同跟踪系统提供一定的参考价值。     

基于能力的地面无人作战系统作战效能试验评估方法

作战效能试验评估是检验地面无人作战系统是否满足作战要求的根本手段.针对地面无人作战型号新、作战需求牵引性弱等问题,紧贴地面无人作战系统的智能自主特性,以能力构想为核心,以作战概念创新为牵引,建立了基于能力的地面无人作战系统作战效能试验评估框架,明确了作战概念设计的主要内容和关键技术,提出了地面无人作战系统的作战效能试验方法,设计了地面无人作战系统的作战效能指标框架和总体方案,为适应地面无人作战系统发展要求,并有效开展作战效能试验评估提供了科学方法.     

复杂电磁环境对体系作战能力生成和影响的评估

复杂电磁环境是体系作战能力评估中必须考量的重要因素.基于物理-事理-人理(WSR)系统方法论,分析了战场电磁环境的物理复杂性、事理复杂性和人理复杂性,揭示了战场电磁环境复杂性的本质内涵,论述了战场电磁环境复杂性对体系作战能力生成的影响,构建了复杂电磁环境下体系作战能力评估分析框架,为基于信息系统的体系作战能力评估研究提供了基本思路和方法.     

多模态图像智能目标识别对抗攻击

基于深度学习模型的新一代智能化多模态(可见光/红外/雷达)图像识别系统已逐步在航空航天情报侦察、人机交互增强作战系统、无人作战平台自动图像目标识别以及多模复合图像末制导等多个军事场景中得到广泛应用。然而,由于深度神经网络模型在理论上存在不完备性和对抗脆弱性、多模态图像目标识别深度网络结构设计与优化在工程上存在迁移性等因素,使得现有识别系统在鲁棒准确性方面评估不足,给系统在未来战场复杂对抗场景中的广泛部署带来极大的安全隐患。为此,本文通过研究多模态图像智能目标识别系统军事场景应用的风险模型,分析系统存在的潜在攻击面,开展基于深度神经网络的多模态图像识别对抗样本攻击技术和对抗鲁棒准确性评估等关键技术研究,以期提升系统在复杂电磁环境条件下的鲁棒性和准确性。     

基于攻防下的无人侦察机突防效能评估

高技术局部战争中,无人侦察机面临复杂、严峻的空防体系的考验,合理、有效地评估无人侦察机突防能力是提高其作战效能的重要保证。针对多样化的无人侦察机突防环境,综合考虑攻击方的无人机本身性能指标,电子干扰以及防御方的雷达探测能力和拦截武器性能,建立了攻防条件下无人侦察机突防效能评价指标体系。通过对指标的公度化处理,统一的量化指标,并利用灰色层次评估法,全面地评估无人侦察机的突防效能,提高了评估的科学、合理性,并为改善无人侦察机性能提供了参考。     

资讯

<正>美空军推动人工智能试验场的发展据美空军装备司令部网站8月30日报道,美空军装备司令部近日在埃格林试验场对鱼鹰MK Ⅲ无人机进行了首次自主试飞。此次试飞重点测试自主试验环境软件的“看门狗”功能。据悉,该功能可在机载自主系统和自动驾驶系统间构建屏障,在无人机将要违反空域边界飞行限制时,解除自主系统的自主权,并将飞机送往安全的修复点。此次试飞表明,美空军无人机自主飞行测试的保障措施已经到位,并开始发挥作用。     

改进ADC模型的空中无人通信平台作战效能评估

在深入分析空中无人通信平台作战效能影响因素的基础上,充分考虑空中无人通信平台作战效能评估动态变化的特点,将作战运用因子和作战环境因子引入传统ADC效能评估模型中,构建改进型的评估模型;综合采用层次分析、模糊综合评判等方法,确定各要素和因子的数值;通过实例评估验证了模型的可行性。评估结果表明,引入作战运用因子和作战环境因子,使空中无人通信平台作战效能评估更加贴近实战。     

基于马赛克战的国防科技发展需求分析

<正>马赛克战最早于2017年由美国防高级研究计划局（DAPPA）提出,旨在借鉴“马赛克”拼图简单、可快速拼接等特点,将“发现、锁定、瞄准、交战和评估”杀伤链的各作战单元,分布在各作战域的有人和无人平台上,从而构建可动态组合、交互操作、跨域协同、自主适应的装备技术体系。     

基于CBBA的多域作战无人系统任务规划方法研究

针对多域作战任务中异构无人系统的分布式任务规划问题,建立考虑时间窗约束、路径受限等情况下的多域作战任务分配模型;基于一致性束算法求解异构无人系统的任务分配问题;采用Bezier曲线和粒子群算法对一致性束算法进行了扩展,将路径规划耦合到任务分配过程中。仿真结果表明,扩展后的一致性束算法可以同步得到无冲突的多域作战无人系统任务分配解和路径规划结果,验证了其在多域作战无人系统任务规划方面的适用性。     

新型作战空间建模仿真实践与体会

新型作战空间建模是战争复杂系统仿真领域的一个大课题。由于新型作战空间是一个正不断发展着的新生事物,对其认识还没有完全统一。针对新型作战空间,传统建模方法无法体现信息网络和体系对抗特征、无法描述信息域和认知域的作战机理、无法刻画其对体系作战能力的核心作用,迫切需要突破新的建模理论和方法。通过在网电空间、太空域和社会域等新型作战空间的建模仿真探索,提出新型作战空间建模仿真应该更多地关注网络化的空间环境建模、信息域实体与行为建模以及体系化的战争综合效果建模等问题。     

外军有/无人编组技术分析

有人/无人平台编队可以充分利用无人平台的低成本、可消耗优势,扩展有人平台的作战空间,提高有人平台态势感知、穿透杀伤和生存能力。针对美、英、法、澳、韩等国有/无人编组技术的发展动态进行了调研综述,举例说明了外军有/无人编组在海、陆、空等作战域中的典型应用,并分析了有/无人编组在传输组网、远程测控、自主决策和人机交互等方面的技术挑战和关键技术途径。最后对有/无人编组技术的发展趋势进行了展望,可为未来联合作战体系中的协同作战样式和相关领域的技术研究提供参考借鉴。