中國計量大學王利杰獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國計量大學申請的專利一種瞬變電磁近地表目標特征識別系統及方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120315053B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510801588.9,技術領域涉及:G01V3/38;該發明授權一種瞬變電磁近地表目標特征識別系統及方法是由王利杰;童仁園;安斯光;李弘洋;俞天承設計研發完成,并于2025-06-16向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種瞬變電磁近地表目標特征識別系統及方法在說明書摘要公布了:本發明提供一種瞬變電磁近地表目標特征識別系統及方法,涉及地下目標識別技術領域,本發明通過布置測量網格,利用JPMD傳感器采集各測量點的響應電壓分量,計算磁梯度張量并生成目標位置向量,建立全局坐標系后通過高斯?牛頓算法,基于實際檢測值和單偶極子模型預測值確定定位結果。通過分解磁梯度張量獲取目標長寬比,結合土壤導電率修正衰減時間系數以判斷目標導電性,對目標進行聚類分析以提高分類的準確性,最終針對不同的聚類分別訓練目標識別模型識別聚類中目標的種類,實時的目標分配到聚類后通過對應的目標識別模型進行識別。該方法融合多測量點數據,提高了定位精度和目標識別效率。
本發明授權一種瞬變電磁近地表目標特征識別系統及方法在權利要求書中公布了:1.一種瞬變電磁近地表目標特征識別系統,其特征在于,具體包括: 數據采集模塊,用于在目標區域中布置3×3測量網格,將每個網格的中心點作為一個測量點,分別采集每個測量點的響應電壓分量; 初始位置測量模塊,用于基于每個測量點的響應電壓分量計算測量點的磁梯度張量,基于磁梯度張量和響應電壓分量計算每個測量點的目標位置向量,在測量網格中建立全局坐標系,基于所有測量點的目標位置向量生成測量點的全局目標位置,對所有測量點的全局目標位置取平均值生成平均全局目標位置; 模型構建模塊,用于在每個測量點構建單偶極子模型,將地下目標等效為一個具有偶極矩的磁偶極子,通過單偶極子模型預測響應電壓分量; 初始位置優化與定位模塊,用于將平均全局目標位置作為高斯-牛頓算法的初始值,構建反映實際響應電壓與單偶極子模型預測響應電壓差異的殘差矩陣,對殘差矩陣求負導數生成雅可比矩陣,從初始值開始進行迭代以更新平均全局目標位置,直到達到最大迭代次數,輸出最后一次更新的平均全局目標位置作為定位結果; 目標特征提取模塊,用于獲取并分解定位結果所在區域磁梯度張量,生成目標長寬比,同步測量土壤導電率,通過土壤導電率對瞬變電磁響應的衰減時間系數進行修正生成實際衰減時間系數,通過實際衰減時間系數反映目標的導電性; 目標聚類模塊,用于采集歷史數據中出現在近地表的已知目標長寬比和實際衰減時間系數,對長寬比和實際衰減時間系數進行Min-Max歸一化,生成每個已知目標的特征向量,計算所有已知目標特征向量兩兩之間的歐氏距離,取歐氏距離的30%分位數作為鄰域半徑,并設定聚類的最小樣本數,基于DBSCAN聚類算法對每個已知目標的特征向量進行無監督聚類分析,聚類中每個已知目標的特征向量等價于一個樣本點,在每個聚類中計算樣本點均值作為聚類中心,生成聚類中每個樣本點到聚類中心的馬氏距離,設定馬氏距離閾值,當樣本點到聚類中心的馬氏距離超出馬氏距離閾值時,從聚類中剔除該樣本點,每剔除一組樣本點,重新計算聚類中心,并計算其他樣本點到聚類中心的馬氏距離,重復上述剔除樣本點的步驟,直到聚類中不存在與聚類中心的馬氏距離超過馬氏距離閾值的樣本點; 目標識別模塊,用于構建深度學習網絡,分別將不同聚類中的已知目標特征向量作為輸入,已知目標所屬種類作為標簽,針對每個聚類訓練目標識別模型,將實時定位的目標按照上述步驟計算特征向量,選取與實時定位的目標特征向量歐氏距離最近的聚類中心,將實時定位的目標特征向量分配到該聚類中心對應聚類中,并將實時定位的目標特征向量輸入到對應聚類的目標識別模型中,識別實時定位的目標種類。
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