同时与传统的搜索方法相比，节约了搜索时间，减少了燃料消耗， 降低了着落风险。
[0059] 与上述方法相对应，本发明还提供一种基于蒙特卡罗算法的高程图安全区域搜索 方法，图2示出了根据本发明实施例的基于蒙特卡罗算法的高程图安全区域搜索系统逻辑 结构。
[0060] 如图2所示，本发明提供的基于蒙特卡罗算法的高程图安全区域搜索系统200包 括:障碍阀值分割图获取单元210、等高线图获取单元220、探测器安全着陆预选区域获取单 元230、拟合平面斜率获取单元240、探测器安全着陆区域确定单元250、探测器安全着陆的 最优区域获取单元260。
[0061] 具体地，障碍阀值分割图获取单元210用于对采集的目标天体的地表高程图进行 障碍阀值分割，获取所述地表等高图的障碍阀值分割图，其中，所述地表高程图采用双峰法 和最大类间方差法进行分割；
[0062] 等高线图获取单元220用于对所述地表高程图进行二值化等高线数值仿真，获取 所述地表高程图的等高线图；
[0063] 探测器安全着陆预选区域获取单元230用于采用蒙特卡罗算法对获取的地表等高 图的障碍阀值分割图和地表高程图的等高线图进行仿真，获取探测器安全着陆预选区域；
[0064] 拟合平面斜率获取单元240用于将所述地表高程图转化为二维二值矩阵，利用蒙 特卡罗算法对随机提取的所述二维二值矩阵的矩阵元素进行平面拟合，获取拟合平面斜 率；
[0065] 探测器安全着陆区域确定单元250用于所述拟合平面斜率的最小值所对应的区域 为探测器安全着陆区域，所对应的中心点为探测器安全着陆点；
[0066] 探测器安全着陆的最优区域获取单元260用于根据所述探测器安全着陆预选区 域、所述拟合平面斜率获取的探测器安全着陆区域以及探测器安全着陆的条件，获取探测 器安全着陆的最优区域。
[0067] 其中，拟合平面斜率获取单元240在将所述地表高程图转化为二维二值矩阵，利用 蒙特卡罗算法对随机提取的所述二维二值矩阵的矩阵元素进行平面拟合，获取拟合平面斜 率的过程中，
[0068] 不重复的随机产生像素矩阵元素 i、j形成实数对(i，j);
[0069] 以矩阵中i、j为下表的元素 a(i，j)为中心点，提取a(i，j)为几何中心的周围100* 100的矩阵元素；
[0070] 利用蒙特卡罗算法内置regress函数对提取的所述矩阵元素进行平面拟合，获取 拟合平面斜率。
[0071] 其中，所述探测器安全着陆的最优区域获取单元260如果所述拟合平面斜率获取 的探测器安全着陆区域在所述探测器安全着陆预选区域内，则所述拟合平面斜率获取的探 测器安全着陆区域为探测器安全着陆的最优区域；
[0072] 如果所述拟合平面斜率获取的探测器安全着陆区域不在所述探测器安全着陆预 选区域内，则继续随机提取矩阵元素直至获取到探测器安全着陆的最优区域。
[0073] 探测器安全着陆的最优区域获取单元260中的探测器安全着陆的条件：
[0074]着陆的坡角的值<8°、着陆的凸起或凹起小于20mm以及着陆的最小平面的直径小 于3650mm;
[0075]其中平面的坡角计算公式如下：
[0077]其中，α为坡角，Z高为拟合平面最高点2轴数值，Z?为拟合平面最低点2轴数值，X高为 拟合平面最高点X轴数值，X低为拟合平面最低点X轴数值。
[0078]通过上述实施方式可以看出，本发明提供的基于蒙特卡罗算法的高程图安全区域 搜索方法及系统，利用蒙特卡罗算法，确定深空探测器的最佳着落区域，解决探测器传统的 搜索方法耗时长、遗漏等问题。
[0079]如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的基于蒙特卡罗算法的高程 图安全区域搜索方法及系统。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的基 于蒙特卡罗算法的高程图安全区域搜索方法及系统，还可以在不脱离本
【发明内容】
的基础上 做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
【主权项】
1. 一种基于蒙特卡罗算法的高程图安全区域捜索方法，包括： 对采集的目标天体的地表高程图进行障碍阀值分割，获取所述地表等高图的障碍阀值 分割图，其中，所述地表高程图采用双峰法和最大类间方差法进行分割； 对所述地表高程图进行二值化等高线数值仿真，获取所述地表高程图的等高线图； 采用蒙特卡罗算法对获取的地表高程图的障碍阀值分割图和地表高程图的等高线图 进行仿真，获取探测器安全着陆预选区域； 将所述地表高程图转化为二维二值矩阵，利用蒙特卡罗算法对随机提取的所述二维二 值矩阵的矩阵元素进行平面拟合，获取拟合平面斜率； 所述拟合平面斜率的最小值所对应的区域为探测器安全着陆区域，所对应的中屯、点为 探测器安全着陆点； 根据所述探测器安全着陆预选区域、所述拟合平面斜率获取的探测器安全着陆区域W 及探测器安全着陆的条件，获取探测器安全着陆的最优区域。2. 如权利要求1所述的基于蒙特卡罗算法的高程图安全区域捜索方法，其中，在将所述 地表高程图转化为二维二值矩阵，利用蒙特卡罗算法对随机提取的所述二维二值矩阵的矩 阵元素进行平面拟合，获取拟合平面的斜率的过程中， 不重复的随机产生像素矩阵元素 i、j形成实数对(i，j); W矩阵中i、j为下表的元素 a (i，j)为中屯、点，提取a (i，j)为几何中屯、的周围100* 1OO的 矩阵元素； 利用蒙特卡罗算法内置regress函数对提取的所述矩阵元素进行平面拟合，获取拟合 平面的斜率。3. 如权利要求1所述的基于蒙特卡罗算法的高程图安全区域捜索方法，其中， 如果所述拟合平面斜率获取的探测器安全着陆区域在所述探测器安全着陆预选区域 内，则所述拟合平面斜率获取的探测器安全着陆区域为探测器安全着陆的最优区域； 如果所述拟合平面斜率获取的探测器安全着陆区域不在所述探测器安全着陆预选区 域内，则继续随机提取矩阵元素直至获取到探测器安全着陆的最优区域。4. 如权利要求1所述的基于蒙特卡罗算法的高程图安全区域捜索方法，其中，所述探测 器安全着陆的条件，着陆的坡角的值<8°、着陆的凸起或凹起小于20cmW及着陆的最小平 面的直径小于3650mm; 其中平面的坡角计算公式如下：其中，a为坡角;Z高为拟合平面最高点Z轴数值;Z低为拟合平面最低点Z轴数值;X高为拟 合平面最高点X轴数值;X低为拟合平面最低点X轴数值。5. -种基于蒙特卡罗算法的高程图安全区域捜索系统，包括 障碍阀值分割图获取单元，用于对采集的目标天体的地表高程图进行障碍阀值分割， 获取所述地表等高图的障碍阀值分割图，其中，所述地表高程图采用双峰法和最大类间方 差法进行分割； 等高线图获取单元，用于对所述地表高程图进行二值化等高线数值仿真，获取所述地 表高程图的等高线图； 探测器安全着陆预选区域获取单元，用于采用蒙特卡罗算法对获取的地表高程图的障 碍阀值分割图和地表高程图的等高线图进行仿真，获取探测器安全着陆预选区域； 拟合平面斜率获取单元，用于将所述地表高程图转化为二维二值矩阵，利用蒙特卡罗 算法对随机提取的所述二维二值矩阵的矩阵元素进行平面拟合，获取拟合平面斜率； 探测器安全着陆区域确定单元，用于所述拟合平面斜率的最小值所对应的区域为探测 器安全着陆区域，所对应的中屯、点为探测器安全着陆点； 探测器安全着陆的最优区域获取单元，用于根据所述探测器安全着陆预选区域、所述 拟合平面斜率获取的探测器安全着陆区域W及探测器安全着陆的条件，获取探测器安全着 陆的最优区域。6. 如权利要求5所述的基于蒙特卡罗算法的高程图安全区域捜索系统，其中，所述拟合 平面斜率获取单元在将所述地表高程图转化为二维二值矩阵，利用蒙特卡罗算法对随机提 取的所述二维二值矩阵的矩阵元素进行平面拟合，获取拟合平面斜率的过程中， 不重复的随机产生像素矩阵元素 i、j形成实数对(i，j); W矩阵中i、j为下表的元素 a(i，j)为中屯、点，提取a(i，j)为几何中屯、的周围100*100的 矩阵元素； 利用蒙特卡罗算法内置regress函数对提取的所述矩阵元素进行平面拟合，获取拟合 平面斜率。7. 如权利要求5所述的基于蒙特卡罗算法的高程图安全区域捜索系统，其中， 所述探测器安全着陆的最优区域获取单元如果所述拟合平面斜率获取的探测器安全 着陆区域在所述探测器安全着陆预选区域内，则所述拟合平面斜率获取的探测器安全着陆 区域为探测器安全着陆的最优区域； 如果所述拟合平面斜率获取的探测器安全着陆区域不在所述探测器安全着陆预选区 域内，则继续随机提取矩阵元素直至获取到探测器安全着陆的最优区域。8. 如权利要求5所述的基于蒙特卡罗算法的高程图安全区域捜索系统，其中，所述探测 器安全着陆的最优区域获取单元中的探测器安全着陆的条件： 着陆的坡角的值<8°、着陆的凸起或凹起小于20cmW及着陆的最小平面的直径小于 3650mm； 其中平面的坡角计算公式如下：其中，a为坡角;Z高为拟合平面最高点Z轴数值;ZfS为拟合平面最低点Z轴数值;X高为拟合 平面最高点X轴数值;X低为拟合平面最低点X轴数值。
【专利摘要】本发明提供一种基于蒙特卡罗算法的高程图安全区域搜索方法及系统，其中的方法包括：采用蒙特卡罗算法对获取的地表等高图的障碍阀值分割图和地表高程图的等高线图进行仿真，获取探测器安全着陆预选区域；将地表高程图转化为二维二值矩阵，利用蒙特卡罗算法对随机提取的二维二值矩阵的矩阵元素进行平面拟合，获取拟合平面斜率；拟合平面斜率的最小值所对应的区域为探测器安全着陆区域，所对应的中心点为探测器安全着陆点；根据安全着陆预选区域、拟合平面斜率获取的探测器安全着陆区域以及探测器安全着陆的条件，获取探测器安全着陆的最优区域。利用本发明，能够解决探测器传统搜索方法耗时长、遗漏等问题。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105589997
【申请号】CN201510979689
【发明人】戚会清, 胡世莱, 王晓峰, 李继强
【申请人】重庆科技学院
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月23日