一种面向无人装备的智能化等级评估方法与流程

本发明涉及装备智能化水平评估领域，具体涉及一种面向无人装备的智能化等级评估方法。

背景技术：

1、随着人工智能技术加速应用于军事领域，智能无人装备逐渐成为现代战争的重要组成部分，智能化装备以无人装备为典型代表，以自主性为典型特征，能够很大程度上减少人力资源消耗。通过搭载大量的感知、控制、决策等智能算法模型和系统，无人装备能够实现智能目标检测与跟踪、自主航行、有无人协同等多项能力。世界主要军事强国均高度重视智能无人装备在军事领域的应用，在未来，智能无人装备将深刻影响作战方式，颠覆战争规则。

2、然而，智能化技术在模型、算法、数据等方面存在天然的脆弱性，容易导致无人装备在复杂作战环境下可靠性、稳定性急剧下降，智能化作战效能无法得到有效发挥；同时，当前无人装备的智能化等级难以界定，导致指挥员无法根据装备智能化等级确定其应用模式，以上问题使得无人装备尚不能大规模用于实战。

3、在实装应用之前，对无人装备开展全方面、多维度的测试验证，能够一定程度上解决上述问题，做到提前了解我方无人装备的自主、协同等能力，知晓装备的能力边界；提前熟知我方无人装备的智能化等级，做到战场上的“有的放矢”。但是，目前的无人装备测试验证测试评估手段方法仍然存在一定的局限性与能力短板，阻碍了对无人装备开展智能化水平及能力评估的步伐。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出一种面向无人装备的智能化水平评分与智能化等级映射方法，该方法针对当前缺乏无人装备智能化水平测试验证手段问题，提出了一种面向无人装备的智能化水平评分与智能化等级映射方法。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种面向无人装备的智能化等级评估方法，包括以下步骤：

3、步骤1、构建无人装备智能化水平评估指标：包括自主性无人装备智能化水平评估指标体系和协同性无人装备智能化水平评估指标体系；

4、步骤2、计算无人装备自主性和协同性评价指标值；

5、步骤3、智能化水平综合评估：采用ahp技术综合评估无人装备的自主性、协同性，建立自主性、协同性的评分分级模型；

6、步骤4、根据无人装备自主性和协同性的评估结果，构建智能化等级与自主能力、协同能力的映射关系表。

7、优选的，步骤2中，自主性评价指标包括自主感知能力、自主判断能力、自主决策能力和自主执行能力；协同性评价指标包括协同感知能力、协同通信能力、协同决策能力和协同执行能力。

8、优选的，自主感知能力包括：识别精度和定位精度；

9、自主判断能力包括：目标位置判断、目标轨迹判断和敌我判断；

10、自主决策能力包括：任务规划、避障路径规划和目标路径规划；

11、自主执行能力包括：命中率、覆盖率和目标毁伤概率。

12、优选的，采用准确率量化衡量识别精度，计算公式为：

13、

14、其中，tp表示真正例，tn表示真负例，fp表示假正例，fn表示假负例；

15、定位精度采用的量化方法为平均绝对误差，计算公式为：

16、

17、式中，estimatei为估计的目标位置，truei为实际的目标位置，n为采样点的数量。

18、优选的，目标位置判断通过估计目标位置与实际目标位置的误差来衡量，通过下式计算得到：

19、

20、式中，(xest,yest,zest)为估计目标位置，(xtrue,ytrue,ztrue)为实际目标位置；

21、目标轨迹判断通过均方根误差进行量化评估，计算公式为：

22、

23、式中，estimatei为估计的目标位置，truei为实际的目标位置，n为采样点的数量；

24、敌我辨别指无人装备准确识别周围环境中的友方目标和敌方目标的能力，通过以下正确率计算公式进行量化评估：

25、

26、式中，accuary表示正确率。

27、优选的，命中率采用下式计算：

28、

29、式中，nhit为打击命中的目标数，nall为既定的目标总数；

30、覆盖率采用下式计算：

31、

32、式中，scovered为打击覆盖的区域面积，stotal为既定目标的区域总面积。

33、优选的，协同通信能力包括：通信时效性、通信容量、节点连通性；

34、协同决策能力包括：任务完成率和动态决策能力；

35、协同执行能力包括：协同打击精度和协同毁伤概率。

36、优选的，通信时效性通过下式计算：

37、delay＝tarrival-tsend

38、delay为信息从发送端tsend到接收端tarrival传输所需的时间；

39、连通性指数通过如下公式计算：

40、

41、式中，nconnected为已建立连接的无人装备节点数量，nall为所有节点数量。

42、优选的，协同打击精度采用协同打击命中率来进行衡量，具体如下：

43、

44、式中，ncohit为协同打击命中的目标数，ncoall为既定的目标总数。

45、优选的，步骤3中，采用层次分析法确定指标权重，计算分层体系第一层各评价指标评分以及第一层评价指标评分累加和，分别计算无人装备自主性得分scorea和协同性得分scoreb，如下式所示：

46、

47、式中，ai为第i项自主性评价指标的评分，wi为第i项自主性评价指标的权重，p为自主性评价指标的个数，i的取值范围为[1，p]，wi的取值范围为[0，1]；bj为第j项协同性评价指标的评分，wj为第j项协同性评价指标的权重，q为协同性评价指标的个数，j的取值范围为[1，q]，wj的取值范围为[0，1]。

48、与现技术相比，本发明具备以下优点：

49、本发明提供一种面向无人装备的智能化等级评估方法，通过开展无人装备智能化等级评估技术研究，建立无人装备智能化等级评估指标体系，综合自主性、协同性2个维度的评估指标，最终得到无人装备智能化等级评估结果。

50、本发明构建自主性、协同性2个维度的评价指标、结合智能化作战ooda环分解的无人装备核心能力，形成面向无人装备的智能化等级评估指标体系，为无人装备智能化水平量化评估奠定了基础。本发明通过构建自主性、协同性的评分分级模型，为无人装备自主性、协同性分级量化评估提供了一种可行方法；通过建立智能化等级映射与自主能力、协同能力的映射关系，按照自主性、协同性将智能化等级划分为9个等级。

技术特征：

1.一种面向无人装备的智能化等级评估方法，其特征在于：所述评估方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种面向无人装备的智能化等级评估方法，其特征在于：所述步骤2中，自主性评价指标包括自主感知能力、自主判断能力、自主决策能力和自主执行能力；协同性评价指标包括协同感知能力、协同通信能力、协同决策能力和协同执行能力。

3.如权利要求2所述的一种面向无人装备的智能化等级评估方法，其特征在于：

4.如权利要求3所述的一种面向无人装备的智能化等级评估方法，其特征在于：采用准确率量化衡量识别精度，计算公式为：

5.如权利要求4所述的一种面向无人装备的智能化等级评估方法，其特征在于：目标位置判断通过估计目标位置与实际目标位置的误差来衡量，通过下式计算得到：

6.如权利要求5所述的一种面向无人装备的智能化等级评估方法，其特征在于：命中率采用下式计算：

7.如权利要求2所述的一种面向无人装备的智能化等级评估方法，其特征在于：所述协同通信能力包括：通信时效性、通信容量、节点连通性；

8.如权利要求7所述的一种面向无人装备的智能化等级评估方法，其特征在于：所述通信时效性通过下式计算：

9.如权利要求8所述的一种面向无人装备的智能化等级评估方法，其特征在于：所述协同打击精度采用协同打击命中率来进行衡量，具体如下：

10.如权利要求9所述的一种面向无人装备的智能化等级评估方法，其特征在于：所述步骤3中，采用层次分析法确定指标权重，计算分层体系第一层各评价指标评分以及第一层评价指标评分累加和，分别计算无人装备自主性得分scorea和协同性得分scoreb，如下式所示：

技术总结
本发明公开了一种面向无人装备的智能化等级评估方法，包括以下步骤：步骤1、构建无人装备智能化水平评估指标：包括自主性无人装备智能化水平评估指标体系和协同性无人装备智能化水平评估指标体系；步骤2、计算无人装备自主性和协同性评价指标值；步骤3、智能化水平综合评估：采用AHP技术综合评估无人装备的自主性、协同性，建立自主性、协同性的评分分级模型；步骤4、根据无人装备自主性和协同性的评估结果，构建智能化等级与自主能力、协同能力的映射关系表。本发明通过构建自主性、协同性的评分分级模型，为无人装备自主性、协同性分级量化评估提供了一种可行方法。

技术研发人员：邵乔,陈颖慧
受保护的技术使用者：中船智海创新研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/13