同時(shí)與傳統(tǒng)的搜索方法相比，節(jié)約了搜索時(shí)間，減少了燃料消耗， 降低了著落風(fēng)險(xiǎn)。
[0059] 與上述方法相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明還提供一種基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區(qū)域搜索 方法，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區(qū)域搜索系統(tǒng)邏輯 結(jié)構(gòu)。
[0060] 如圖2所示，本發(fā)明提供的基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區(qū)域搜索系統(tǒng)200包 括:障礙閥值分割圖獲取單元210、等高線圖獲取單元220、探測(cè)器安全著陸預(yù)選區(qū)域獲取單 元230、擬合平面斜率獲取單元240、探測(cè)器安全著陸區(qū)域確定單元250、探測(cè)器安全著陸的 最優(yōu)區(qū)域獲取單元260。
[0061] 具體地，障礙閥值分割圖獲取單元210用于對(duì)采集的目標(biāo)天體的地表高程圖進(jìn)行 障礙閥值分割，獲取所述地表等高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(lèi)間方差法進(jìn)行分割；
[0062] 等高線圖獲取單元220用于對(duì)所述地表高程圖進(jìn)行二值化等高線數(shù)值仿真，獲取 所述地表高程圖的等高線圖；
[0063] 探測(cè)器安全著陸預(yù)選區(qū)域獲取單元230用于采用蒙特卡羅算法對(duì)獲取的地表等高 圖的障礙閥值分割圖和地表高程圖的等高線圖進(jìn)行仿真，獲取探測(cè)器安全著陸預(yù)選區(qū)域；
[0064] 擬合平面斜率獲取單元240用于將所述地表高程圖轉(zhuǎn)化為二維二值矩陣，利用蒙 特卡羅算法對(duì)隨機(jī)提取的所述二維二值矩陣的矩陣元素進(jìn)行平面擬合，獲取擬合平面斜 率；
[0065] 探測(cè)器安全著陸區(qū)域確定單元250用于所述擬合平面斜率的最小值所對(duì)應(yīng)的區(qū)域 為探測(cè)器安全著陸區(qū)域，所對(duì)應(yīng)的中心點(diǎn)為探測(cè)器安全著陸點(diǎn)；
[0066] 探測(cè)器安全著陸的最優(yōu)區(qū)域獲取單元260用于根據(jù)所述探測(cè)器安全著陸預(yù)選區(qū) 域、所述擬合平面斜率獲取的探測(cè)器安全著陸區(qū)域以及探測(cè)器安全著陸的條件，獲取探測(cè) 器安全著陸的最優(yōu)區(qū)域。
[0067] 其中，擬合平面斜率獲取單元240在將所述地表高程圖轉(zhuǎn)化為二維二值矩陣，利用 蒙特卡羅算法對(duì)隨機(jī)提取的所述二維二值矩陣的矩陣元素進(jìn)行平面擬合，獲取擬合平面斜 率的過(guò)程中，
[0068] 不重復(fù)的隨機(jī)產(chǎn)生像素矩陣元素 i、j形成實(shí)數(shù)對(duì)(i，j);
[0069] 以矩陣中i、j為下表的元素 a(i，j)為中心點(diǎn)，提取a(i，j)為幾何中心的周?chē)?00* 100的矩陣元素；
[0070] 利用蒙特卡羅算法內(nèi)置regress函數(shù)對(duì)提取的所述矩陣元素進(jìn)行平面擬合，獲取 擬合平面斜率。
[0071] 其中，所述探測(cè)器安全著陸的最優(yōu)區(qū)域獲取單元260如果所述擬合平面斜率獲取 的探測(cè)器安全著陸區(qū)域在所述探測(cè)器安全著陸預(yù)選區(qū)域內(nèi)，則所述擬合平面斜率獲取的探 測(cè)器安全著陸區(qū)域?yàn)樘綔y(cè)器安全著陸的最優(yōu)區(qū)域；
[0072] 如果所述擬合平面斜率獲取的探測(cè)器安全著陸區(qū)域不在所述探測(cè)器安全著陸預(yù) 選區(qū)域內(nèi)，則繼續(xù)隨機(jī)提取矩陣元素直至獲取到探測(cè)器安全著陸的最優(yōu)區(qū)域。
[0073] 探測(cè)器安全著陸的最優(yōu)區(qū)域獲取單元260中的探測(cè)器安全著陸的條件：
[0074]著陸的坡角的值<8°、著陸的凸起或凹起小于20mm以及著陸的最小平面的直徑小 于3650mm;
[0075]其中平面的坡角計(jì)算公式如下：
[0077]其中，α為坡角，Z高為擬合平面最高點(diǎn)2軸數(shù)值，Z?為擬合平面最低點(diǎn)2軸數(shù)值，X高為 擬合平面最高點(diǎn)X軸數(shù)值，X低為擬合平面最低點(diǎn)X軸數(shù)值。
[0078]通過(guò)上述實(shí)施方式可以看出，本發(fā)明提供的基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區(qū)域 搜索方法及系統(tǒng)，利用蒙特卡羅算法，確定深空探測(cè)器的最佳著落區(qū)域，解決探測(cè)器傳統(tǒng)的 搜索方法耗時(shí)長(zhǎng)、遺漏等問(wèn)題。
[0079]如上參照附圖以示例的方式描述了根據(jù)本發(fā)明提出的基于蒙特卡羅算法的高程 圖安全區(qū)域搜索方法及系統(tǒng)。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于上述本發(fā)明所提出的基 于蒙特卡羅算法的高程圖安全區(qū)域搜索方法及系統(tǒng)，還可以在不脫離本
【發(fā)明內(nèi)容】
的基礎(chǔ)上 做出各種改進(jìn)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由所附的權(quán)利要求書(shū)的內(nèi)容確定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區(qū)域捜索方法，包括： 對(duì)采集的目標(biāo)天體的地表高程圖進(jìn)行障礙閥值分割，獲取所述地表等高圖的障礙閥值 分割圖，其中，所述地表高程圖采用雙峰法和最大類(lèi)間方差法進(jìn)行分割； 對(duì)所述地表高程圖進(jìn)行二值化等高線數(shù)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(duì)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(jìn)行仿真，獲取探測(cè)器安全著陸預(yù)選區(qū)域； 將所述地表高程圖轉(zhuǎn)化為二維二值矩陣，利用蒙特卡羅算法對(duì)隨機(jī)提取的所述二維二 值矩陣的矩陣元素進(jìn)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(duì)應(yīng)的區(qū)域?yàn)樘綔y(cè)器安全著陸區(qū)域，所對(duì)應(yīng)的中屯、點(diǎn)為 探測(cè)器安全著陸點(diǎn)； 根據(jù)所述探測(cè)器安全著陸預(yù)選區(qū)域、所述擬合平面斜率獲取的探測(cè)器安全著陸區(qū)域W 及探測(cè)器安全著陸的條件，獲取探測(cè)器安全著陸的最優(yōu)區(qū)域。2. 如權(quán)利要求1所述的基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區(qū)域捜索方法，其中，在將所述 地表高程圖轉(zhuǎn)化為二維二值矩陣，利用蒙特卡羅算法對(duì)隨機(jī)提取的所述二維二值矩陣的矩 陣元素進(jìn)行平面擬合，獲取擬合平面的斜率的過(guò)程中， 不重復(fù)的隨機(jī)產(chǎn)生像素矩陣元素 i、j形成實(shí)數(shù)對(duì)(i，j); W矩陣中i、j為下表的元素 a (i，j)為中屯、點(diǎn)，提取a (i，j)為幾何中屯、的周?chē)?00* 1OO的 矩陣元素； 利用蒙特卡羅算法內(nèi)置regress函數(shù)對(duì)提取的所述矩陣元素進(jìn)行平面擬合，獲取擬合 平面的斜率。3. 如權(quán)利要求1所述的基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區(qū)域捜索方法，其中， 如果所述擬合平面斜率獲取的探測(cè)器安全著陸區(qū)域在所述探測(cè)器安全著陸預(yù)選區(qū)域 內(nèi)，則所述擬合平面斜率獲取的探測(cè)器安全著陸區(qū)域?yàn)樘綔y(cè)器安全著陸的最優(yōu)區(qū)域； 如果所述擬合平面斜率獲取的探測(cè)器安全著陸區(qū)域不在所述探測(cè)器安全著陸預(yù)選區(qū) 域內(nèi)，則繼續(xù)隨機(jī)提取矩陣元素直至獲取到探測(cè)器安全著陸的最優(yōu)區(qū)域。4. 如權(quán)利要求1所述的基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區(qū)域捜索方法，其中，所述探測(cè) 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20cmW及著陸的最小平 面的直徑小于3650mm; 其中平面的坡角計(jì)算公式如下：其中，a為坡角;Z高為擬合平面最高點(diǎn)Z軸數(shù)值;Z低為擬合平面最低點(diǎn)Z軸數(shù)值;X高為擬 合平面最高點(diǎn)X軸數(shù)值;X低為擬合平面最低點(diǎn)X軸數(shù)值。5. -種基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區(qū)域捜索系統(tǒng)，包括 障礙閥值分割圖獲取單元，用于對(duì)采集的目標(biāo)天體的地表高程圖進(jìn)行障礙閥值分割， 獲取所述地表等高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(lèi)間方 差法進(jìn)行分割； 等高線圖獲取單元，用于對(duì)所述地表高程圖進(jìn)行二值化等高線數(shù)值仿真，獲取所述地 表高程圖的等高線圖； 探測(cè)器安全著陸預(yù)選區(qū)域獲取單元，用于采用蒙特卡羅算法對(duì)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(jìn)行仿真，獲取探測(cè)器安全著陸預(yù)選區(qū)域； 擬合平面斜率獲取單元，用于將所述地表高程圖轉(zhuǎn)化為二維二值矩陣，利用蒙特卡羅 算法對(duì)隨機(jī)提取的所述二維二值矩陣的矩陣元素進(jìn)行平面擬合，獲取擬合平面斜率； 探測(cè)器安全著陸區(qū)域確定單元，用于所述擬合平面斜率的最小值所對(duì)應(yīng)的區(qū)域?yàn)樘綔y(cè) 器安全著陸區(qū)域，所對(duì)應(yīng)的中屯、點(diǎn)為探測(cè)器安全著陸點(diǎn)； 探測(cè)器安全著陸的最優(yōu)區(qū)域獲取單元，用于根據(jù)所述探測(cè)器安全著陸預(yù)選區(qū)域、所述 擬合平面斜率獲取的探測(cè)器安全著陸區(qū)域W及探測(cè)器安全著陸的條件，獲取探測(cè)器安全著 陸的最優(yōu)區(qū)域。6. 如權(quán)利要求5所述的基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區(qū)域捜索系統(tǒng)，其中，所述擬合 平面斜率獲取單元在將所述地表高程圖轉(zhuǎn)化為二維二值矩陣，利用蒙特卡羅算法對(duì)隨機(jī)提 取的所述二維二值矩陣的矩陣元素進(jìn)行平面擬合，獲取擬合平面斜率的過(guò)程中， 不重復(fù)的隨機(jī)產(chǎn)生像素矩陣元素 i、j形成實(shí)數(shù)對(duì)(i，j); W矩陣中i、j為下表的元素 a(i，j)為中屯、點(diǎn)，提取a(i，j)為幾何中屯、的周?chē)?00*100的 矩陣元素； 利用蒙特卡羅算法內(nèi)置regress函數(shù)對(duì)提取的所述矩陣元素進(jìn)行平面擬合，獲取擬合 平面斜率。7. 如權(quán)利要求5所述的基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區(qū)域捜索系統(tǒng)，其中， 所述探測(cè)器安全著陸的最優(yōu)區(qū)域獲取單元如果所述擬合平面斜率獲取的探測(cè)器安全 著陸區(qū)域在所述探測(cè)器安全著陸預(yù)選區(qū)域內(nèi)，則所述擬合平面斜率獲取的探測(cè)器安全著陸 區(qū)域?yàn)樘綔y(cè)器安全著陸的最優(yōu)區(qū)域； 如果所述擬合平面斜率獲取的探測(cè)器安全著陸區(qū)域不在所述探測(cè)器安全著陸預(yù)選區(qū) 域內(nèi)，則繼續(xù)隨機(jī)提取矩陣元素直至獲取到探測(cè)器安全著陸的最優(yōu)區(qū)域。8. 如權(quán)利要求5所述的基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區(qū)域捜索系統(tǒng)，其中，所述探測(cè) 器安全著陸的最優(yōu)區(qū)域獲取單元中的探測(cè)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20cmW及著陸的最小平面的直徑小于 3650mm； 其中平面的坡角計(jì)算公式如下：其中，a為坡角;Z高為擬合平面最高點(diǎn)Z軸數(shù)值;ZfS為擬合平面最低點(diǎn)Z軸數(shù)值;X高為擬合 平面最高點(diǎn)X軸數(shù)值;X低為擬合平面最低點(diǎn)X軸數(shù)值。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種基于蒙特卡羅算法的高程圖安全區(qū)域搜索方法及系統(tǒng)，其中的方法包括：采用蒙特卡羅算法對(duì)獲取的地表等高圖的障礙閥值分割圖和地表高程圖的等高線圖進(jìn)行仿真，獲取探測(cè)器安全著陸預(yù)選區(qū)域；將地表高程圖轉(zhuǎn)化為二維二值矩陣，利用蒙特卡羅算法對(duì)隨機(jī)提取的二維二值矩陣的矩陣元素進(jìn)行平面擬合，獲取擬合平面斜率；擬合平面斜率的最小值所對(duì)應(yīng)的區(qū)域?yàn)樘綔y(cè)器安全著陸區(qū)域，所對(duì)應(yīng)的中心點(diǎn)為探測(cè)器安全著陸點(diǎn)；根據(jù)安全著陸預(yù)選區(qū)域、擬合平面斜率獲取的探測(cè)器安全著陸區(qū)域以及探測(cè)器安全著陸的條件，獲取探測(cè)器安全著陸的最優(yōu)區(qū)域。利用本發(fā)明，能夠解決探測(cè)器傳統(tǒng)搜索方法耗時(shí)長(zhǎng)、遺漏等問(wèn)題。
【IPC分類(lèi)】G06F17/50
【公開(kāi)號(hào)】CN105589997
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510979689
【發(fā)明人】戚會(huì)清, 胡世萊, 王曉峰, 李繼強(qiáng)
【申請(qǐng)人】重慶科技學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年12月23日