[发明专利]一种基于离散Fréchet距离的舰船磁场分类方法

说明书

本发明涉及一种基于离散Fréchet距离的舰船磁场分类方法，本方法首先初始化聚类集合以及舰船磁场样本对于聚类中心的隶属度矩阵，然后依次选取舰船磁场样本，根据离散Fréchet距离构建舰船磁场相对于聚类中心的特征值；将所述特征值代替欧几里得距离，代入模糊C均值聚类方法的目标函数中，迭代求解目标函数值并同步更新聚类集合以及隶属度矩阵，直至所述目标函数值小于预设阈值或相对于上一迭代结果的改变量小于预设阈值时，终止迭代；最后根据迭代终止时的隶属度矩阵及所述聚类集合，对舰船磁场进行分类。本发明利用基于离散Fréchet距离的特征值代替欧几里德距离，构建新的聚类目标函数，能够考虑磁场曲线间变化趋势的相似情况，分类结果更趋合理。

技术领域

本发明涉及舰船磁场分类技术领域，具体涉及一种基于离散Fréchet距离的舰船磁场分类方法。

背景技术

舰船磁场是水中兵器探测的信号源，在水中兵器对抗中占据重要位置，现有的研究大都集中在对舰船磁场的建模方法、测量手段、消磁方面。对于舰船磁场的分类识别是水中兵器对舰船目标攻击前最后的判断，决定攻击与否，而目前对舰船磁场的分类研究比较缺乏。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于离散Fréchet距离的舰船磁场分类方法，运用离散Fréchet距离构建特征值Φ，来评判两磁场曲线间的相似度，然后用特征值Φ代替欧几里德距离，构建新的聚类目标函数。相比基于欧几里德距离的传统聚类，新的方法能够考虑磁场曲线间变化趋势的相似情况，分类结果更趋合理。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于离散Fréchet距离的舰船磁场分类方法，包括以下步骤：

S1，根据待分类舰船磁场样本集合X:(X₁,X₂,...,X_N)初始化聚类集合V:(V₁,V₂,...,V_C)以及舰船磁场样本集合中样本X_i对于集合V中聚类中心V_j的隶属度矩阵U；

S2，依次选取舰船磁场样本集合X:(X₁,X₂,...,X_N)中样本X_i，根据磁场曲线间的离散Fréchet距离构建舰船磁场相对于聚类中心V_j的特征值Φ(X_i,V_j)；

S3，将所述特征值Φ(X_i,V_j)代替欧几里得距离，代入模糊C均值聚类方法的目标函数中，求解目标函数值并同步更新聚类集合V以及隶属度矩阵U；

S4，重复执行步骤S2和步骤S3，迭代求解模糊C均值聚类目标函数，直至所述目标函数值小于预设阈值或当前目标函数值相对于上一迭代过程求解的目标函数值的改变量小于预设阈值时，终止迭代并输出隶属度矩阵及聚类集合；

S5，根据所述隶属度矩阵及所述聚类集合，对所述样本集合中的舰船磁场进行分类。

本发明的有益效果是：运用离散Fréchet距离(DFD)构建了特征值Φ，来评判两磁场曲线间的相似度，相对传统的磁场判定方法，特征值Φ有更广泛的适应性，能够对更加相近的磁场通过特性曲线的相似情况进行评价，且可适用于多种背景下磁场相似性的评价需求。同时，用特征值Φ代替欧几里德距离，构建新的聚类目标函数，相比基于欧几里德距离的传统聚类，新的方法能够考虑磁场曲线间变化趋势的相似情况，分类结果更趋合理。

进一步的，所述舰船磁场样本集合中样本X_i对于集合V中聚类中心V_j的隶属度矩阵U的初始化方法为：

随机生成矩阵元素u_ij，0＜u_ij＜1，