[發(fā)明專利]基于前饋網(wǎng)絡(luò)的無人機航磁全軸梯度磁干擾補償?shù)姆椒?/span>有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710273714.3 | 申請日： | 2017-04-24 |
| 公開（公告）號： | CN106842344B | 公開（公告）日： | 2018-10-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張群英;吳佩霖;陳路昭;費春嬌;許鑫;朱萬華;方廣有 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學院電子學研究所 |
| 主分類號： | G01V3/38 | 分類號： | G01V3/38 |
| 代理公司： | 中科專利商標代理有限責任公司 11021 | 代理人： | 任巖 |
| 地址： | 100190 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 網(wǎng)絡(luò) 無人機 航磁全軸 梯度 干擾 補償 方法 | ||
1.一種基于前饋網(wǎng)絡(luò)的無人機航磁全軸梯度磁干擾補償?shù)姆椒ǎǎ?/p>
對標定飛行數(shù)據(jù)進行小波變換和歸一化的預處理操作，獲得歸一化的前饋網(wǎng)絡(luò)輸入向量；
將歸一化的前饋網(wǎng)絡(luò)輸入向量送入建立好的前饋網(wǎng)絡(luò)進行訓練，采用正則化的代價函數(shù)，利用誤差后向傳播算法迭代求解穩(wěn)定的前饋網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，迭代直至收斂，將最終收斂的網(wǎng)絡(luò)作為補償網(wǎng)絡(luò)；
對勘探飛行數(shù)據(jù)進行小波變換和歸一化的預處理操作，獲得作為輸入向量的勘探飛行數(shù)據(jù)；以及
將作為輸入向量的勘探飛行數(shù)據(jù)送入補償網(wǎng)絡(luò)進行計算，并將補償網(wǎng)絡(luò)的輸出數(shù)據(jù)做反歸一化操作，獲得飛機干擾磁場的估計，從勘探飛行光泵磁力儀獲取的數(shù)據(jù)中減去飛機干擾磁場的估計即可獲得磁干擾補償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述代價函數(shù)表達式如下：
其中，GH(n)為光泵磁力儀輸出數(shù)據(jù)的離散樣本點，為前饋網(wǎng)絡(luò)的預測輸出值，n為離散樣本點的個數(shù)，wi，i+1表示第i層和第i+1層之間的權(quán)函數(shù)，β為正則化系數(shù)，用來控制正則化因子的量級，使正則化因子和偏差項處于同一量級。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述前饋網(wǎng)絡(luò)進行訓練的運行過程對應的表達式為：
O1＝f(W12X)；O2＝f(W23(O1；b1))；y＝W34(O2；b2)
X為輸入向量，W12為連接矩陣，W23為連接矩陣，W34為連接向量，O1，O2為列向量，(O1；b1)和(O2；b2)均為列向量；
所述表達式對應如下過程：輸入向量X進入網(wǎng)絡(luò)，到達輸入層，經(jīng)過層間連接矩陣W12作用，進入隱層1，并在隱層1受激活函數(shù)作用后輸出O1，隱層1的輸出和該層中的偏置節(jié)點b1經(jīng)過層間連接矩陣W23作用，進入隱層2，并在隱層2受激活函數(shù)作用后輸出O2，該輸出和該層偏置節(jié)點b2經(jīng)過層間連接向量W34作用輸出，形成網(wǎng)絡(luò)預測的干擾磁場y。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述激活函數(shù)采用ReLU函數(shù)、sigmoid函數(shù)、tanh函數(shù)或softplus函數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述X為(18×1)的輸入向量，W12為(1024×18)的連接矩陣，W23為(1024×1025)的連接矩陣，W34為(1×1025)的連接向量，O1，O2為(1024×1)的列向量，(O1；b1)和(O2；b2)均為(1025×1)的列向量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，
所述對標定飛行數(shù)據(jù)進行小波變換和歸一化的預處理操作，包括：
通過小波變換處理高頻電磁噪聲，保留位于同一頻帶的飛機磁干擾和地質(zhì)磁異常信號，然后將三軸磁力儀和光泵磁力儀的輸出數(shù)據(jù)作為前饋網(wǎng)絡(luò)的輸入向量，并進行歸一化處理；
所述對勘探飛行數(shù)據(jù)進行小波變換和歸一化的預處理操作，包括：
通過小波變換去除信號中高頻噪聲和直升機旋翼混疊頻率，并對三軸磁力儀和光泵磁力儀的數(shù)據(jù)執(zhí)行歸一化操作。
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