[發明專利]一種基于離散Fréchet距離的艦船磁場分類方法

在審

• 申請號: 202010701844.4
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN112052870A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 彭海濤;程開猛
• 申請（專利權）人: 武漢羅布科技有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 嚴超

1.一種基于離散Fréchet距離的艦船磁場分類方法，其特征在于，包括：

S1，根據待分類艦船磁場樣本集合X:(X₁,X₂,...,X_N)初始化聚類集合V:(V₁,V₂,...,V_C)以及艦船磁場樣本集合中樣本X_i對于集合V中聚類中心V_j的隸屬度矩陣U；

S2，依次選取艦船磁場樣本集合X:(X₁,X₂,...,X_N)中樣本X_i，根據磁場曲線間的離散Fréchet距離構建艦船磁場相對于聚類中心V_j的特征值Φ(X_i,V_j)；

S3，將所述特征值Φ(X_i,V_j)代替歐幾里得距離，代入模糊C均值聚類方法的目標函數中，求解目標函數值并同步更新聚類集合V以及隸屬度矩陣U；

S4，重復執行步驟S2和步驟S3，迭代求解模糊C均值聚類目標函數，直至所述目標函數值小于預設閾值或當前目標函數值相對于上一迭代過程求解的目標函數值的改變量小于預設閾值時，終止迭代并輸出隸屬度矩陣及聚類集合；

S5，根據所述隸屬度矩陣及所述聚類集合，對所述樣本集合中的艦船磁場進行分類。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述艦船磁場樣本集合中樣本X_i對于集合V中聚類中心V_j的隸屬度矩陣U的初始化方法為：

隨機生成矩陣元素u_ij，0＜u_ij＜1，

其滿足條件：

集合V中聚類中心V_j的初始化方法通過下式獲得：

其中m∈(1,∞)為權指數，又稱為平滑因子，控制聚類結果的模糊程度。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述艦船磁場特征值Φ(X_i,V_j)的計算方法如下：

設X_i:{u₁,u₂,...,u_m}為一條有m個端點的多邊形線，V_j:{v₁,v₂,...,v_n}為一條有n個端點的多邊形線，u＝(x_u,y_u)、v＝(x_v,y_v)，x為曲線橫坐標，表示時間，y為曲線縱坐標，表示磁感應強度；

則Φ(X_i,V_j)的計算公式如下：

式中，μ∈[0,1]及(1-μ)為兩部分的權值，根據實際需要進行選取；

δ_dF(X_i,V_j)為曲線X_i、V_j的離散Fréchet距離；

d_t(X_i,V_j)為曲線X_i、V_j的時間距離；

maxy_u、miny_u分別表示曲線X_i的最大縱坐標值和最小縱坐標值；

maxy_v、miny_v分別表示曲線V_j的最大縱坐標值和最小縱坐標值；

同理，maxx_u、minx_u分別表示曲線X_i的最大橫坐標值和最小橫坐標值；

maxx_v、minx_v分別表示曲線V_j的最大橫坐標值和最小橫坐標值；

由于曲線X_i、V_j的橫坐標為時間軸，因此曲線X_i、V_j的最大橫坐標值和最小橫坐標值即分別為曲線終點和起點的橫坐標；

p為曲線X_i的橫坐標變換參數。