用于评估无人机系统空域集成概念的 3D 博弈论框架

预测无人机系统（UAS）融入国家空域系统（NAS）的结果是一个复杂问题，在允许 UAS 常规进入 NAS 之前需通过仿真研究加以解决。本文聚焦于提供一种三维（3D）仿真框架，采用博弈论方法，利用有人与无人航空器共存的场景来评估集成概念。在所提方法中，人类飞行员的交互式决策过程被纳入空域模型，可填补文献中通常假定飞行员行为为先验已知的空白。所提人类飞行员行为使用动态 level-k 推理概念与近似强化学习建模。level-k 推理概念是博弈论中的一个概念，基于人类具有不同决策层次的假设。在常规“静态”方法中，各智能体对其对手作出假设并相应选择行动。另一方面，在动态 level-k 推理中，智能体可更新其对对手的信念并修正其 level-k 规则。本研究中，采用近似强化学习方法 Neural Fitted Q Iteration 来建模飞行员具有 3D 机动的时间扩展决策。利用一个包含有人飞机与配备感知避让算法的全自主 UAS 的示例 3D 场景，对 UAS 集成进行了分析。