一种无人系统人工干预度评估方法

本发明涉及无人系统试验评估领域，具体涉及一种无人系统人工干预度评估方法。

背景技术：

1、无人系统通常被设计为自主系统，能够独立执行任务、适应环境变化并完成预定的目标。自主系统技术的发展使得无人系统能够实现更高程度的自主操作，减少人工干预并提高系统的整体效率。

2、人工干预度是指在装备执行任务过程中，人员干预装备操作、决策等任务过程的程度，表示装备执行任务对外界操作人员的依赖程度。人工干预度越高，表示装备对外界操作人员的依赖程度越高，则装备系统自主水平越低。

3、目前，无人系统的人工干预度存在评估方法、评估手段缺失、无法量化等问题。因此，有待于开发一种无人系统人工干预度评估方法，准确评估无人系统的人工干预度。

技术实现思路

1、本发明采用的技术方案如下：

2、本发明提供一种面向无人系统的人工干预度评估方法，具体包括如下步骤：

3、步骤一：评估数据准备

4、通过设置无人系统典型任务场景进行试验考核，采集整个试验过程中，无人系统平台、地面站与操作人员之间的交互数据；

5、步骤二：判断人工干预任务类型

6、评估人工干预任务类型，将人工干预内容类型根据人工干预内容的性质分为功能性干预、保障性干预；

7、所述功能性干预为人干预的内容与装备完成任务直接相关；所述保障性干预为人干预的内容与装备完成任务没有直接关系，仅保障任务的顺利完成；

8、得到无人系统能够执行的任务集r，任务集r中为无人系统能够执行的nr类任务，表示为：

9、r＝[1,2，...，nr，...，nr]；

10、步骤三：评估人工干预模式

11、针对每项需要人工干预的任务，评估人工干预模式；

12、对于第nr个任务，根据任务需求设置干预模式系数s；干预模式系数s在[0,1]区间，系数越高，代表人干预度越高；

13、根据人操控、人决策、人确认三种人工干预模式，将s分为对应模式的系数so、sd、sc；

14、so、sd、sc均在在[0,1]区间且so＞sd＞sc；

15、步骤四：计算人工干预主动性

16、根据系统能否自主发现异常，设置人工干预主动性程度系数，用λ表示：

17、操控主动性越高，系数λ在[0,1]区间越接近1；

18、若人工发现异常并操控，系数λ取操控主动性系数λa；

19、若自主发现异常，系数λ取自主主动性系数λs；

20、且λa＞λs；

21、步骤五：计算人工干预广度

22、人工干预广度包括装备执行任务中人员干预任务的频次、时间、子任务比例；频次比例越高、时间比例越大、子任务比例越高，则人工干预广度越大；人工干预度越高，装备自主性越低；

23、501.计算人工干预次数比例：人工干预频次是指装备执行任务时，人工干预的总次数包括人工干预操作次数、人工干预决策次数；人工干预的频次比例用fr表示，人工干预频次用fa表示，无人系统总的行为次数用sf表示，fr计算公式如下：

24、

25、502.计算人工干预时间比例:人工干预时间是指装备在执行任务过程中人工干预的时长；人工干预时间比例是指装备执行任务时，人工干预的操作时间、与任务总时间的比例；人工干预时间比例、人工干预时长、装备执行任务总时间分别用字母tr、ta及ts表示。tr计算公式如下：

26、

27、503.计算人工干预的子任务数比例：采用人工干预任务量占比作为度量指标；人工干预的子任务数比例、人工干预的子任务数、子任务数总量分别用字母wr、wa、ws表示；wr计算公式如下：

28、

29、步骤六：人工干预度综合计算

30、601.计算每个任务的人工干预度

31、每个任务的人工干预度用ia表示，子任务的权重向量为wc，人工干预度ia的公式如下所示：

32、ia＝s×λ×wc(fr+tr+wr)

33、602.无人系统总的人工干预度

34、针对在不同场景、不同对象，无人系统表现出差异化的人工干预度，对于各种任务的人工干预度进行综合计算；所述任务集r＝[1,2，...，nr，...，nr]对应的权重集为w＝[w1,w2,…,wnr，…,wnr]；每个任务的人工干预度用ia的集合为i’；无人机系统总的人工干预度is的公式如下所示：

35、is＝w i’。

36、优选地，所述步骤一中，采集的交互数据包括文本、语音、动作。

37、优选地，所述步骤一中，以仿真、实物或两者结合方式进行试验。

38、优选地，所述任务集r中的任务包括发现、定位、跟踪、瞄准、打击和评估。

39、优选地，所述步骤二中，功能性干预包括人工参与目标识别，任务分配、路径规划；保障性干预包括发现异常。

40、优选地，所述干预模式系数s、人工干预主动性程度系数λ根据任务需求由专家设置；so、sd、sc及λa、λs分别由专家设置根据任务类型单独设置。

41、优选地，所述人工干预的子任务数包括人工干预识别的图片数量、人工干预任务规划路线数。

42、优选地，所述步骤五中，时间、次数、子任务比例为共同加权相加或选取其中的1-2项进行计算；所述步骤六中，从任务集r中选取若干典型场景下完成任务时的人工干预度，作为总的人工干预度，简化计算。

43、第二方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的方法。

44、第三方面，本发明提供一种电子设备，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第一方面所述的方法。

45、本发明取得的有益效果：

46、本发明以无人系统的人工干预度作为研究对象，以构建的评估环境作为仿真，能够高时效、低成本、高置信的为无人系统的人工干预度进行量化，较为准确地实现无人系统的自主性评估。

技术特征：

1.一种面向无人系统的人工干预度评估方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的面向无人系统的人工干预度评估方法，其特征在于，所述步骤一中，采集的交互数据包括文本、语音、动作。

3.根据权利要求1所述的面向无人系统的人工干预度评估方法，其特征在于，所述步骤一中，以仿真、实物或两者结合方式进行试验。

4.根据权利要求1所述的面向无人系统的人工干预度评估方法，其特征在于，所述任务集r中的任务包括发现、定位、跟踪、瞄准、打击和评估。

5.根据权利要求1所述的面向无人系统的人工干预度评估方法，其特征在于，所述步骤二中，功能性干预包括人工参与目标识别，任务分配、路径规划；保障性干预包括发现异常。

6.根据权利要求1所述的面向无人系统的人工干预度评估方法，其特征在于，所述干预模式系数s、人工干预主动性程度系数λ根据任务需求由专家设置；所述so、sd、sc及λa、λs分别由专家设置根据任务类型单独设置。

7.根据权利要求1所述的面向无人系统的人工干预度评估方法，其特征在于，所述人工干预的子任务数包括人工干预识别的图片数量、人工干预任务规划路线数。

8.根据权利要求1所述的面向无人系统的人工干预度评估方法，其特征在于，所述步骤五中，时间、次数、子任务比例为共同加权相加或选取其中的1-2项进行计算；所述步骤六中，从任务集r中选取若干典型场景下完成任务时的人工干预度，作为总的人工干预度，简化计算。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1～8中任一项所述的方法。

10.一种电子设备，其特征在于，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权利要求1～8任一项所述的方法。

技术总结
本发明涉及无人系统试验评估领域，具体涉及一种无人系统人工干预度评估方法。本发明提供一种面向无人系统的人工干预度评估方法，具体包括如下步骤：步骤一：评估数据准备；步骤二：判断人工干预任务类型；步骤三：评估人工干预模式；步骤四：计算人工干预主动性；步骤五：计算人工干预广度；步骤六：人工干预度综合计算。本发明以无人系统的人工干预度作为“研究对象”，以构建的评估环境作为“仿真”，能够高时效、低成本、高置信的为无人系统的人工干预度进行量化，较为准确地实现无人系统的自主性评估。

技术研发人员：杜琳琳,肖刚,马静静,王莹,陈维常,马琼敏,胡健伟
受保护的技术使用者：中国人民解放军军事科学院系统工程研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5