张嘉玲 姜永超 李博宸 王成罡 宋 磊 黄 丹

由于水雷具有隐蔽性强、易布难除、效费比高等特点[1],反水雷任务当前面临风险高、效率低、作业复杂等挑战.在未来海战中,为了保证作战行动不被水雷威胁影响而贻误战机,快速性成为了反水雷作战的第一要诀[2].与传统大型猎扫雷舰艇相比,无人反水雷装备具有零伤亡、机动强和成本低等诸多优势[3],例如,探雷无人机快速扫描雷区并生成较清晰的水雷分布、灭雷无人艇搭载大型灭雷设备执行猎扫雷任务等.为充分发挥无人机、无人艇等海空异构装备的能力优势,有必要优化设计空海协同反水雷方案,完成对雷区的侦察和覆盖,从而实现高效水雷清扫.

未来的无人反水雷作战可为如下形式: 数艘无人机对重点水域进行侦察,获取情报信息并回传给指挥中心.结合回传信息,指挥中心对潜在雷区进行识别,并派遣无人艇编组深入敌方雷区,应用灭雷具和前置式猎雷系统等武器进行灭雷作业.以上作战样式中,提升反水雷效率的关键是结合异构装备能力属性,合理对海空无人编组进行规划部署,解决以快速性为主要指标的多智能体覆盖问题.现有研究一般通过设计覆盖成本函数划分给定区域,并进行轨迹规划驱动智能体至最优位置.CORTES 等首次在覆盖问题中使用维诺分区法[4],并证明每个维诺单元的质心为最优传感位置.在此基础上,大量学者针对影响覆盖控制的各种因……