《用于持久性态势感知的新型传感器网络采集任务分配方法》加拿大国防研究与发展部2022最新38页报告

在战术情报、监视、目标获取和侦察（ISTAR）中，移动特设传感器智能体合作实现收集任务，以弥补信息需求和信息收集之间的差距，从而保持持久的态势感知。针对有限的机载传感器平台资源能力和能耗，最新的贡献往往采用特设规定的传感器行为，导致过度保守的连接约束和有偏见的决策。其他的方法是假设一个分割的空间，持续的网络连接或约束放松，以减少问题的复杂性。但是，这些可能会传达一个重要的机会成本，并不利于整体性能，远离收集价值最大化，只要数据路由是可行的。本文提出了一种创新的方法来处理移动特设传感器网络/蜂群收集任务的问题，该方法考虑了有限的机载处理能力和数据传播的能耗预算。收集规划依赖于一种新的开环反馈决策模型的制定。它包括反复求解一个静态决策问题，使采集值在一个逐渐缩小的时间范围内最大化。偶发性决策受传入请求、累计采集值、正在进行的资源承诺、剩余资源能力和上一阶段的反馈影响。该方法结合了一个新的紧凑图表示和一个近似的路径规划决策模型，受制于周期性连接。

对国防和安全的意义

本科学报告提出了新的收集任务决策支持技术概念，为实现数字化指挥和控制（C2）解决方案铺平了道路，以支持战术陆地指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察（C4ISR）。这种新的传感器网络收集任务概念，以保持持久的态势感知，完全符合加拿大陆军陆上需求局（DLR）2的意图，即实现战术决策-行动周期的自动化和优化。这项工作旨在及时向DLR 2和陆地情报、监视、侦察（ISR）现代化资本采购项目的定义阶段通报战术边缘的新的自动化和优化收集任务技术概念，并确定有希望的研究方向。倡导的概念为敏感目标定位、动态收集任务重新分配、收集器集成以及新的自动化收集任务解决方案的可行性和价值带来了新的视角。所提出的核心概念计划在适当的国家和国际场合，如关键的选定的军事演习和/或技术合作计划（TTCP）中逐步和适时地展示。这将为其他 "五眼 "国家提供必要的能见度和适当验证的机会窗口，同时获得对加拿大感兴趣的有竞争力的最新技术。

报告组织

该文件的其余部分分为以下几个部分：

第2节介绍了传感器网络收集任务的问题。

然后在第3节中强调了一种新的收集任务的方法，以保持持久的态势感知。第3节介绍了一种新的收集任务分配方法，以保持持久的态势感知。该节提出了一个总体概述，并强调了其主要特征和相关的新颖性。然后分别进一步描述了一种创新的收集图表示、一种新的连接性约束处理方法和一种管理临时代理收集的数学决策模型表述。然后介绍了所促进的具有成本效益的通信规划/路由方案的细节。

第4节描述了自然问题模型的扩展，以处理连通性的不确定性，并随时捕捉多个目标。

第5节简要讨论了问题复杂性的降低。

第6节报告了计算结果，并对各种基线问题解决技术进行了一些性能比较分析，以评估拟议方法的价值。

最后，第7节给出了一个结论，简要总结了报告的主要贡献和预期的未来工作。