(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211140121.7 (22)申请日 2022.09.20 (71)申请人 沈阳飞机设计 研究所扬州协同创新 研究院有限公司 地址 225000 江苏省扬州市广陵新城江苏 信息服务产业基地内28号楼B栋 (72)发明人 陈永红　李成蹊　费思邈　朴海音　 徐芳芳　闫传博　孙阳　 (74)专利代理 机构 大连理工大 学专利中心 21200 专利代理师 温福雪 (51)Int.Cl. G06K 9/62(2022.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 16/2458(2019.01) (54)发明名称 一种基于隐性马尔科夫模型的飞机位置预 测方法 (57)摘要 一种基于隐性马尔科夫模型的飞机位置预 测方法。 无需大量样本进行预处理与训练， 能够 在小样本情况下进行有效建模。 无需事先得知敌 方飞机型号与机动模型， 通过已有训练机或仿真 环境即可有效完成动作预测任务。 采用飞机动作 赋予飞机运动参数更容易观察的特征， 且该特征 服从马尔科夫分布， 使飞机运动成为一个与飞机 动作相关的隐性马尔科夫过程， 极大减少建模难 度， 在小样本情况下极大提高预测精度， 同时赋 予模型一定解释性， 更好进行离线或在线的修 改。 经测定， 通过 实际轨迹预测飞机 未来10s位置 误差在1k m以内， 通过观测轨迹预测飞机 未来10s 位置误差在3km以内。 权利要求书2页 说明书5页 附图6页 CN 115456091 A 2022.12.09 CN 115456091 A 1.一种基于隐性马尔科 夫模型的飞机位置预测方法， 其特 征在于， a)通过仿真软件获取某一时段下的我机真实信息S1、 飞机观测信息S2、 态势观测信息M， 进行飞机位置预测； b)通过飞机当前位置X2(x,y,z)、 速度V2(x,y,z)、 预测时间testim， 确定飞机在动作运动 位置数据库中临近坐标值， 通过插值法计算 不同动作的预估位置矩阵： 式中， 为数据库中坐标对应归 一化后的权值， 为数据库中坐标 对应值； 将插值得到 的预估位置矩阵加载到飞机速度方向上， 将Point1坐标系下的Point3,转 化到Point2上对应位置： 并根据飞行限制边界对 越过边界的动作进行修 正， 包括： (1)无法正常飞行的飞行 下限； (2)受飞机 速度影响的飞行 上限； (3)受飞机 速度影响的转弯界限； 得到飞机在不同动作下的预估位置： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115456091 A 2式中， 为飞行限制边界， γ 为偏置参数； c)通过飞机当前速度V2(x,y,z)及方向， 判别算法应用流 程， 获取动作类别概 率矩阵： d)通过飞机当前位置X2(x,y,z)、 速度V2(x,y,z)及方向、 对方飞机当前位置X1(x,y,z) 及速度V1(x,y,z)、 对方导弹当前位置XM(x,y,z)及速度VM(x,y,z)输入环境判别算法， 得到 当前环境类别， 在转移 矩阵数据库中提取当前环境条件下的动作转移 矩阵 e)将动作类别概率矩阵 动作转移矩阵 动作预估位置矩阵 连乘计算出 飞机预测位置： 2.根据权利要求1所述的一种基于隐性马尔科夫模型的飞机位置预测方法， 其特征在 于， 算法流 程中算法模型构建方法如下： (1)飞机在不同作战环境下执行的机动策略有较大区别， 综合考量各类环境参数， 依据 经验对飞机所处作战环境进行分类， 提高特定条件下进行 特定机动动作的预测准确度； (2)通过飞机当前运动参数与环境参数预测未来飞机位置属于端到端回归任务， 对数 据集的分布特征、 数据集的数量提出较高要求， 不能满足小样本情况下有效建模与具有可 解释性的便于修改的算法模 型构建需求； 需获取分布较广泛样 本， 运用改进的KNN聚类算法 将三维速度特 征转化为动作特 征类别矩阵， 便 于模型的搭建与预测过程的可解释性； (3)在仿真环境中设定同种类飞机沿近邻 中心以及周围一定范围内特征， 按一定分隔 度进行对应动作的飞机运动， 记录飞行轨迹， 建立动作运动位置数据库； 并对不同高度、 速 度条件下飞机的运动边界进行 试验与测定， 在预测过程中进一 步提升预测准确性； (4)根据经验对各种环境条件下动作转移矩阵进行初设定， 建立转移矩阵数据库； 收集 仿真样本， 分类至不同的环境条件， 修正对应的动作转移矩阵； 提供实时学习接口， 允许算 法在进行对应的动作转移矩阵计算的同时， 根据标签值对动作转移矩阵值进行修正， 以更 好拟合实际作战策略。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115456091 A 3