[發明專利]基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區域搜索方法及系統有效
| 申請號： | 201510979689.1 | 申請日： | 2015-12-23 |
| 公開（公告）號： | CN105589997B | 公開（公告）日： | 2018-08-14 |
| 發明（設計）人： | 王曉峰;戚會清;胡世萊 | 申請（專利權）人： | 重慶科技學院 |
| 主分類號： | G06F17/50 | 分類號： | G06F17/50 |
| 代理公司： | 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙) 50223 | 代理人： | 王玉芝 |
| 地址： | 401331*** | 國省代碼： | 重慶;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 蒙特卡羅 算法 高程 安全 區域 搜索 方法 系統 | ||
1.一種基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區域搜索方法，包括：
對采集的目標天體的地表高程圖進行障礙閥值分割，獲取所述地表高程圖的障礙閥值分割圖，其中，所述地表高程圖采用雙峰法和最大類間方差法進行分割；
對所述地表高程圖進行二值化等高線數值仿真，獲取所述地表高程圖的等高線圖；
采用蒙特卡羅算法對獲取的地表高程圖的障礙閥值分割圖和地表高程圖的等高線圖進行仿真，獲取探測器安全著陸預選區域；
將所述地表高程圖轉化為二維二值矩陣，利用蒙特卡羅算法對隨機提取的所述二維二值矩陣的矩陣元素進行平面擬合，獲取擬合平面斜率；
所述擬合平面斜率的最小值所對應的區域為探測器安全著陸區域，所對應的中心點為探測器安全著陸點；
根據所述探測器安全著陸預選區域、所述擬合平面斜率獲取的探測器安全著陸區域以及探測器安全著陸的條件，獲取探測器安全著陸的最優區域。
2.如權利要求1所述的基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區域搜索方法，其中，在將所述地表高程圖轉化為二維二值矩陣，利用蒙特卡羅算法對隨機提取的所述二維二值矩陣的矩陣元素進行平面擬合，獲取擬合平面的斜率的過程中，
不重復的隨機產生像素矩陣元素i、j形成實數對(i，j)；
以矩陣中i、j為下標的元素aij為中心點，提取aij為幾何中心的周圍100*100的矩陣元素；
利用蒙特卡羅算法內置regress函數對提取的所述矩陣元素進行平面擬合，獲取擬合平面的斜率。
3.如權利要求1所述的基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區域搜索方法，其中，
如果所述擬合平面斜率獲取的探測器安全著陸區域在所述探測器安全著陸預選區域內，則所述擬合平面斜率獲取的探測器安全著陸區域為探測器安全著陸的最優區域；
如果所述擬合平面斜率獲取的探測器安全著陸區域不在所述探測器安全著陸預選區域內，則繼續隨機提取矩陣元素直至獲取到探測器安全著陸的最優區域。
4.如權利要求1所述的基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區域搜索方法，其中，所述探測器安全著陸的條件，著陸的坡角的值＜8°、著陸的凸起或凹起小于20cm以及著陸的最小平面的直徑小于3650mm；
其中平面的坡角計算公式如下：
其中，α為坡角；Z高為擬合平面最高點z軸數值；Z低為擬合平面最低點z軸數值；X高為擬合平面最高點x軸數值；X低為擬合平面最低點x軸數值。
5.一種基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區域搜索系統，包括
障礙閥值分割圖獲取單元，用于對采集的目標天體的地表高程圖進行障礙閥值分割，獲取所述地表高程圖的障礙閥值分割圖，其中，所述地表高程圖采用雙峰法和最大類間方差法進行分割；
等高線圖獲取單元，用于對所述地表高程圖進行二值化等高線數值仿真，獲取所述地表高程圖的等高線圖；
探測器安全著陸預選區域獲取單元，用于采用蒙特卡羅算法對獲取的地表高程圖的障礙閥值分割圖和地表高程圖的等高線圖進行仿真，獲取探測器安全著陸預選區域；
擬合平面斜率獲取單元，用于將所述地表高程圖轉化為二維二值矩陣，利用蒙特卡羅算法對隨機提取的所述二維二值矩陣的矩陣元素進行平面擬合，獲取擬合平面斜率；
探測器安全著陸區域確定單元，用于所述擬合平面斜率的最小值所對應的區域為探測器安全著陸區域，所對應的中心點為探測器安全著陸點；
探測器安全著陸的最優區域獲取單元，用于根據所述探測器安全著陸預選區域、所述擬合平面斜率獲取的探測器安全著陸區域以及探測器安全著陸的條件，獲取探測器安全著陸的最優區域。
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