无人机具有远程操控、人员零伤亡、效费比高等特点,已成为现代战场的重要作战力量。然而,无人机的广泛应用也带来了新的挑战,如何有效对抗无人机成为一个棘手的难题。令人欣慰的是,人工智能技术的发展为反无人机作战提供了新的解决方案。
人工智能在反无人机作战中的应用
本段以目标识别与跟踪、自主决策、目标行为模式分析与预测为切入点,探讨人工智能在反无人机作战中的应用。
人工智能用于目标识别与跟踪
人工智能系统基于计算机视觉技术和深度学习算法实现无人机快速识别与跟踪,大大提高了反无人机系统的响应速度和作战效能。反无人机系统搭载可见光、红外、雷达等传感器,实时获取空域目标的图像、视频、点迹航迹等数据。随后,这些数据被输入预先训练好的深度学习模型。模型对数据进行去噪、增强等预处理,然后提取、分析和比对数据中的特征,进而判断目标类型是否为无人机,同时,计算并获取目标位置信息,最终完成无人机快速、准确识别与跟踪。
人工智能用于自主决策
人工智能系统实现反无人机作战自主决策,涉及环境感知、态势评估、策略制定、决策执行四个步骤。首先,反无人机系统通过传感器网络收集地形、目标位置等相关信息,并4c855d6115d411d86a4fdc553808f366利用人工智能模型对传感器收集的数据进行融合、预处理,形成全面的环境感知。在环境感知的基础上,综合考虑无人机的飞行轨迹、飞行速度、飞行高度、机载武器或任务载荷等因素,反无人机系统利用层次分析法、多属性决策理论、神经网络、支持向量机等基于专家知识或数据的人工智能模型,对当前态势进行评估,例如分析无人机目标类型、数量、位置以及威胁等级等信息,以了解当前环境状况和可能存在的风险,为后续决策提供依据。根据态势评估结果和任务需求,反无人机系统利用Q-Learning、蒙特卡洛树搜索方法等强化学习、迁移学习自主制定和优化反制策略,从激光武器、电子干扰设备等反无人机系统中选用合适的装备。最后,反无人机系统执行决策,对无人机进行拦截或摧毁。在反制过程中,反无人机系统不断收集新数据,将执行结果和反馈信息传给地面控制站或其他相关系统,地面控制站实时分析和处理信息,以评估反制效果并相应调整决策。
人工智能用于目标行为模式分析与预测
人工智能系统利用大数据分析、机器学习、深度学习等先进技术完成无人机目标行为模式分析与预测,这是一项复杂而精细的任务。它从各种目标源中收集大量结构化和非结构化数据,然后提取文本、图像、点迹航迹、合成孔径雷达(SAR)影像、开源文本、气象等有用信息,并将这些有用信息作为输入来构建无人机行为模式分析模型。人工智能系统使用统计、决策树、神经网络算法等方法来识别数据中的模式,进而辨别无人机的行为特点,判断例行侦察、干扰牵耗、诱饵突防等无人机当前行为模式。同时,使用大量历史数据挖掘无人机活动规律,以预测无人机的未来行为,判明无人机将要执行的任务。
人工智能在反无人机作战中发挥的作用
提升反应速度和精度
人工智能技术的应用推动了传统人力密集型作战向技术密集型作战的转变。相比于人员侦察、决策方法,人工智能系统能够更快地识别、跟踪无人机目标,迅速判断敌方无人机威胁,提高了反无人机作战的响应速度。通过GPU、FPGA和ASIC等高性能计算资源,以及批量化处理、剪枝算法、量化算法和转移算法等轻量化处理,人工智能系统可以在极短的时间内完成体征提取、类型识别、目标定位,以及目标行为模式和关系挖掘。同时,在大多数反无人机作战场景下,人工智能技术可有效提升反无人机系统识别、跟踪无人机目标的精度,为战场态势感知网络和武器系统提供高精度目标指示。
提高作战效能
基于深度学习、强化学习等算法,人工智能系统学习和理解大量决策案例和知识,形成决策模型和规则。在反无人机实战中,这些模型和规则能为决策者提供智能化辅助决策支持。人工智能系统实时监测战场态势变化,根据当前情况和需求调整反无人机作战计划和行动方案,快速生成多种备选方案,优化兵力配置和火力打击方案,有助于决策者快速评估和比较不同方案的优劣,从而做出更明智的决策。反无人机系统拥有这种自主决策和实时调整计划的能力,提高了作战效能,同时,军队能更快地适应战场环境变化,抓住战机,取得胜利。
增强情报收集能力
在反无人机作战中,无人机目标侦察、监视是非常重要的任务之一。人工智能系统能够自动从各种数据源中收集、处理无人机目标数据,并利用模型识别目标,再自动标注目标。它拥有强大的计算能力,能对海量数据进行快速处理和分析,识别数据中的模式和趋势,为决策提供有力支持。与人工相比,人工智能系统收集、处理数据的时间大幅缩短,成本大大降低。
优化资源分配
基于人工智能的数据分析和模型预测能够预测作战过程中的物资需求、人员伤亡等情况,为后勤保障提供科学依据。它可以更合理地分配反无人机作战资源,完善反无人机系统供应链管理,减少浪费,提高后勤保障效率,确保部队在作战过程中获得及时、有效的后勤保障。
推动技术创新与升级
人工智能技术的不断发展积极推动了新型反无人机系统研发和升级。这些新系统具备更高的智能化水平、更强的作战能力和更好的适应性,为技术密集型作战提供有力支撑。同时,人工智能技术在军事领域广泛应用,促进了军民融合发展。军方可以联合高校、院所共同发展反无人机系统,推动更多先进技术在军事领域中应用以及技术成果转化,提高军队整体作战能力。