键电荷参数校正的方法和装置、基于原子电荷的静电势计算方法和装置、设备及介质与流程

1.本技术涉及分子模拟技术领域，具体涉及一种校正键电荷参数的方法和装置、基于原子电荷的静电势计算方法和装置、电子设备及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.分子动力学模拟是基于牛顿力学原理模拟原子和分子的物理运动轨迹和状态的方法。对于较为复杂的生物分子体系，通常通过对相互作用粒子的牛顿运动方程进行数值解析来确定体系内粒子的轨迹，而粒子间的作用力和势能采用分子力学力场来确定。原子电荷是描述化学体系电荷分布最常用的一种模型，每个原子带的净电荷用一个位于原子核的点电荷来描述，原子电荷模型是一类描述化学体系电荷分布的方法模型，这种模型的思想是将每个原子整体视作一个点电荷而忽略原子的半径。原子电荷简单、直观，可以帮助科技工作者理解和研究原子的状态和性质。对原子电荷的研究有利于对分子的状态和性质的研究，并可实际应用于多个技术领域，例如药物开发、药物设计、材料研究、新材料设计等等。
3.约束静电势(restricted electrostatic potential，resp)电荷是计算原子电荷常用的方法，该方法能够很好地还原基于量化计算出的分子静电势。然而，在拟合resp电荷之前必须要耗时大量时间进行量化计算，当进行高通量筛选任务时这个计算量尤为突出。am1-bcc电荷也是计算原子电荷常用的一种方法，该方法利用一套基于化学键拓扑的参数，同时进行半经验方法(am1)的量化计算以得到原子的am1电荷，并且结合原子的am1电荷与原子周围通过键拓扑得到的所有键电荷校正(bond charge correction，bcc)参数，得到最终的电荷值。am1-bcc电荷模型在计算时间和计算量上优于resp电荷，但是其精度却低于resp电荷。
4.因此，现在亟需一种兼顾计算时间和计算精度的原子电荷计算方法。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，提出了本技术。本技术的实施例提供了一种校正键电荷参数的方法和装置、基于原子电荷的静电势计算方法和装置、电子设备及计算机可读存储介质，解决了上述技术问题。
6.根据本技术的一个方面，提供了一种校正键电荷参数的方法，包括：根据待校正分子的拓扑结构确定所述键电荷参数的参数类型；计算所述待校正分子的电荷信息；其中，所述电荷信息由am1方法计算得到；根据所述待校正分子的电荷信息、所述待校正分子的键电荷参数的参数类型和所述待校正分子的初始键电荷参数值，计算得到所述待校正分子的静电势；计算所述待校正分子的静电势与所述待校正分子的参考静电势之间的静电势差值；以及根据所述静电势差值构建目标函数，并且最小化所述目标函数以获得所述待校正分子的键电荷参数值。
7.在一实施例中，所述根据所述待校正分子的电荷信息、所述待校正分子的键电荷参数的参数类型和所述待校正分子的初始键电荷参数值，计算得到所述待校正分子的静电势包括：根据所述待校正分子的电荷值、所述待校正分子的键电荷参数的参数类型对应的当前参数值以及所述待校正分子周围的格点与所述待校正分子的位置信息，计算所述待校正分子的静电势。
8.在一实施例中，所述根据所述待校正分子的电荷值、所述待校正分子的键电荷参数的参数类型对应的当前参数值以及所述待校正分子周围的格点与所述待校正分子的位置信息，计算所述待校正分子的静电势包括：
[0009][0010]
其中，v
lcalc
是在第l个格点上待校正分子的静电势，是第l个格点上待校正分子的am1电荷产生的静电势，是所述待校正分子的第j个原子的am1电荷值，r
lj
是第j个原子与第l个格点之间的距离，t
jα
为第j个原子的键连关系的矩阵，p
α
是参数类型α的键电荷校正值，n是所述待校正分子的原子总数量，γ是参数类型的总数量。
[0011]
在一实施例中，所述计算所述待校正分子的静电势与所述待校正分子的参考静电势之间的静电势差值包括：
[0012][0013]
其中，v
ldiff
是在第l个格点上待校正分子的am1电荷产生的静电势与参考静电势的差值，v
lqm
是dft计算得到的第l个格点上的待校正分子的参考静电势，是第l个格点上待校正分子的am1电荷产生的静电势，是第j个原子的am1电荷值，r
lj
是第j个原子与第l个格点之间的距离。
[0014]
在一实施例中，所述根据所述静电势差值构建目标函数，并且最小化所述目标函数以获得所述待校正分子的键电荷参数值包括：
[0015]
构建所述目标函数；其中，所述目标函数为待校正分子的各个预设格点的静电势差值的平方和；以及
[0016]
采用最小梯度法最小化所述目标函数以获得所述待校正分子的键电荷参数值。
[0017]
在一实施例中，所述采用最小梯度法最小化所述目标函数以获得所述待校正分子的键电荷参数值包括：
[0018][0019]
其中，χ2为需要最小化的目标函数，为目标函数的导数，t
jα
、t
βk
分别为原子j、原子k的键连关系的矩阵，p
α
是参数类型α的键电荷校正值，r
kl
、r
lj
分别是第k个原子和第j个原子与第l个格点之间的距离，v
ldiff
是在第l个格点上待校正分子的am1电荷产生的静电势与待校正分子的参考静电势的差值，m是所述待校正分子周围的格点总数量，n是所述待校正分子的原子总数量，γ是参数类型的总数量。
[0020]
在一实施例中，所述根据待校正分子的拓扑结构确定所述待校正分子的键电荷参数的参数类型包括：
[0021]
根据所述待校正分子中的各化学键的类型和所述各化学键两端的原子类型，分别确定所述待校正分子中各键电荷参数的参数类型。
[0022]
根据本技术的另一个方面，提供了一种基于原子电荷的静电势计算方法，包括：计算目标原子的电荷信息，得到目标分子中所有原子各自的电荷信息；其中，所述目标原子与其他原子通过化学键连接构成目标分子；根据所述目标分子中所有原子各自的电荷信息、所述目标分子的键电荷参数和所述目标分子的静电势格点信息，计算得到所述目标分子的静电势；其中，所述目标分子的键电荷参数采用上述任一项所述的校正方法得到。
[0023]
根据本技术的另一个方面，提供了一种校正键电荷参数的装置，包括：
[0024]
类型确定模块，用于根据待校正分子的拓扑结构确定所述待校正分子的键电荷参数的参数类型；
[0025]
第一计算模块，用于计算所述待校正分子的电荷信息；其中，所述电荷信息由am1方法计算得到；
[0026]
第二计算模块，用于根据所述待校正分子的电荷信息、所述待校正分子的键电荷参数的参数类型和所述待校正分子的初始键电荷参数值，计算得到所述待校正分子的静电势；
[0027]
差值计算模块，用于计算所述待校正分子的静电势与所述待校正分子的参考静电势之间的静电势差值；以及
[0028]
参数确定模块，用于根据所述静电势差值构建目标函数，并且最小化所述目标函数以获得所述待校正分子的键电荷参数值。
[0029]
根据本技术的另一个方面，提供了一种基于原子电荷的静电势计算装置，包括：第三计算模块，用于计算目标原子的电荷信息，得到目标分子中所有原子各自的电荷信息；其中，所述目标原子与其他原子通过化学键连接构成目标分子；静电势计算模块，用于根据所述目标分子中所有原子各自的电荷信息、所述目标分子的键电荷参数和目标分子的静电势格点信息，计算得到所述目标分子的静电势；其中，所述目标分子的键电荷参数采用上述任一项所述的校正方法得到。
[0030]
根据本技术的另一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述任一所述的校正键电荷参数的方法，和/或执行上述基于原子电荷的静电势计算方法。
[0031]
根据本技术的另一个方面，提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器用于执行上述任一所述的校正键电荷参数的方法，和/或执行上述基于原子电荷的静电势计算方法。
[0032]
本技术提供的一种校正键电荷参数的方法和装置、基于原子电荷的静电势计算方法和装置、电子设备及计算机可读存储介质，通过根据待校正分子的拓扑结构确定键电荷参数的参数类型；计算待校正分子的电荷信息，其中电荷信息由am1方法计算得到；根据待校正分子的电荷信息、待校正分子的键电荷参数的参数类型和待校正分子的初始键电荷参数值，计算得到待校正分子的静电势信息；计算待校正的静电势信息与待校正的参考静电势之间的静电势差值；以及根据静电势差值，构建目标函数并使其最小化以得到待校正分子的键电荷参数值；即根据待校正分子的拓扑结构确定键电荷参数的参数类型，并且根据待校正分子的电荷信息、待校正分子的键电荷参数的参数类型和待校正分子的初始键电荷参数值计算得到待校正分子的静电势，通过与参考静电势之差构建目标函数且最小化目标函数以得到待校正分子的当前键电荷参数值，以提高校正键电荷参数的准确性，从而同时提高分子静电势的准确性，并且其所需的计算量较低，从而可以低成本的实现高通量的计算和筛选。
附图说明
[0033]
通过结合附图对本技术实施例进行更详细的描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
[0034]
图1是本技术一示例性实施例提供的校正键电荷参数的方法的流程示意图。
[0035]
图2是本技术另一示例性实施例提供的校正键电荷参数的方法的流程示意图。
[0036]
图3是本技术一示例性实施例提供的基于原子电荷的静电势计算方法的流程示意图。
[0037]
图4是本技术一示例性实施例提供的校正键电荷参数的装置的结构示意图。
[0038]
图5是本技术一示例性实施例提供的基于原子电荷的静电势计算装置的结构示意图。
[0039]
图6是本技术一示例性实施例提供的电子设备的结构图。
具体实施方式
[0040]
下面，将参考附图详细地描述根据本技术的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是本技术的全部实施例，应理解，本技术不受这里描述的示例实施例的限制。
[0041]
图1是本技术一示例性实施例提供的校正键电荷参数的方法的流程示意图。如图1所示，该校正键电荷参数的方法包括如下步骤：
[0042]
步骤110：根据待校正分子的拓扑结构确定键电荷参数的参数类型。
[0043]
在一实施例中，步骤110的具体实现方式可以是：根据待校正分子中各化学键的类型和各化学键两端相应的原子类型，确定待校正分子中所有化学键各自的键电荷参数的参
数类型。
[0044]
具体的，通过获取待校正分子的拓扑结构，根据该拓扑结构确定键电荷参数的参数类型，参数类型具体包括键的类型以及参与成键的两边的原子类型，其中，原子类型包括中心原子的元素类型、配位数和所处的化学环境，该化学环境包括中心原子周围的键连原子(这些键的类型包括单键、双键、三键和芳香键)、原子是否带形式电荷、原子是否在环上等等。
[0045]
步骤120：计算待校正分子的电荷信息。
[0046]
其中，电荷信息由am1方法计算得到。即通过现有的半经验方法计算得到待校正分子中各个原子的am1电荷的值，即待校正分子的电荷信息。
[0047]
步骤130：根据待校正分子的电荷信息、待校正分子的键电荷参数的参数类型和待校正分子的初始键电荷参数值，计算得到待校正分子的静电势。
[0048]
其中，待校正分子的各初始键电荷参数值可根据需要设定，经验上可先设定为0，如果在完成第一次计算后，得到的键电荷参数值不太理想，可以进行第二次计算，此时的待校正分子的初始键电荷参数值可为完成第一次计算后的键电荷参数值。在得到待校正分子的am1电荷的值后，再结合待校正分子的键电荷参数的参数类型和初始键电荷校正参数值，计算得到待校正分子的静电势，即通过在键电荷参数为当前参数值的情况下计算得到的待校正分子的静电势的值。
[0049]
步骤140：计算待校正分子的静电势与待校正分子的参考静电势之间的静电势差值。
[0050]
其中，待校正分子包括至少一种构象，具体的，待校正分子包含的具体构象数量可根据需要选择。在有机化合物分子中，由可旋转单键旋转而产生的原子或基团在空间排列的特定的形状称为构象，即，构象具体指一个分子中，仅单键周围的原子放置所产生的特定空间排布。
[0051]
具体的，当待校正分子含有多种构象时，应针对各个构象分别计算不同的构象的待校正分子的静电势、参考静电势，以及它们的差值，并进一步分别构建目标函数，然后分别最小化所述目标函数，获得相应构象的待校正分子的键电荷参数值。
[0052]
在一实施例中，通过密度泛函理论方式计算得到待校正分子的各种构象对应的参考静电势；其中，参考静电势包括待校正分子的多个预设格点的静电势。具体的，针对所有的构象分别计算在dft(密度泛函理论)水平下计算得到的参考静电势值，并可进一步输出参考静电势信息(包括预设的待校正分子的格点数，每个格点的坐标以及每个格点对应的esp(静电势)的值)。通过dft计算得到的待校正分子的静电势的值，以得到精度较高的参考静电势，然后计算静电势(am1+bcc方式计算得到的静电势)与参考静电势之间的差值，以判断键电荷参数的准确性。
[0053]
步骤150：根据静电势差值构建目标函数，并且最小化目标函数以获得待校正分子的键电荷参数值。
[0054]
根据静电势差值，构建目标函数，并且最小化目标函数以得到待校正分子的键电荷的当前参数值，以提高本技术的原子电荷的静电势的计算准确性。具体的，可以将待校正分子的所有构象的静电势信息与对应的参考静电势之差作为静电势差值，可以兼顾待校正分子的所有构象，以提高泛化能力，同时可以降低单个构象对键电荷参数的影响，以提高最
终的静电势的计算精度。
[0055]
本技术提供的一种校正键电荷参数的方法，通过根据待校正分子的拓扑结构确定键电荷参数的参数类型；计算待校正分子的电荷信息，其中电荷信息由am1方法计算得到；根据待校正分子的电荷信息、待校正分子的键电荷参数的参数类型和待校正分子的初始键电荷参数值，计算得到待校正分子的静电势；计算待校正的静电势与待校正的参考静电势之间的静电势差值；以及根据静电势差值，构建目标函数并使其最小化以得到待校正分子的键电荷参数值；即根据待校正分子的拓扑结构确定键电荷参数的参数类型，并且根据待校正分子的电荷信息、待校正分子的键电荷参数的参数类型和待校正分子的初始键电荷参数值计算得到待校正分子的静电势，通过与参考静电势之差构建目标函数且最小化目标函数以得到待校正分子的当前键电荷参数值，以提高校正键电荷参数的准确性，从而同时提高分子静电势的准确性(其误差相较am1-bcc电荷更小)，并且其所需的计算量较低，从而可以低成本的实现高通量的计算和筛选，另外还可以计算硼、硅这些原本am1-bcc电荷不能计算的元素。
[0056]
在一实施例中，上述步骤130的具体实现方式可以是：根据待校正分子的电荷值、待校正分子的键电荷参数的参数类型对应的当前参数值以及待校正分子周围的格点与待校正分子的位置信息，计算待校正分子的静电势。
[0057]
具体的，利用下述公式计算得到待校正分子的静电势：
[0058][0059]
其中，v
lcalc
是在第l个格点上待校正分子的静电势(即在第l个格点上待校正分子的经校正后的静电势)，是第l个格点上待校正分子的am1电荷产生的静电势，是待校正分子的第j个原子的am1电荷值，r
lj
是第j个原子与第l个格点之间的距离，t
jα
为第j个原子的键连关系的矩阵，p
α
是参数类型α的键电荷校正值，n是待校正分子的原子总数量，γ是参数类型的总数量。
[0060]
在一实施例中，上述步骤140的具体实现方式可以是利用下述公式计算得到待校正分子的静电势与待校正分子的参考静电势之间的静电势差值：
[0061][0062]
其中，v
ldiff
是在第l个格点上待校正分子的am1电荷产生的静电势与参考静电势的差值，v
lqm
是dft计算得到的第l个格点上的待校正分子的参考静电势，是第l个格点上待校正分子的am1电荷产生的静电势，是第j个原子的am1电荷值，r
lj
是第j个原子与第l个格点之间的距离。
[0063]
图2是本技术另一示例性实施例提供的校正键电荷参数的方法的流程示意图。如图2所示，上述步骤150可以包括：
[0064]
步骤151：构建目标函数。
[0065]
其中，目标函数为待校正分子的各个预设格点的静电势差值的平方和，预设格点的数量和位置可根据需要进行设置，例如预设格点所占据的三维空间结构完全包含待校正分子的格点，具体可根据计算所述待校正分子的参考静电势的方法(例如现有技术中的dft法)确定待校正分子对应的预设格点数量及各预设格点对应的位置。
[0066]
步骤152：采用最小梯度法最小化目标函数以获得待校正分子的键电荷参数值。
[0067]
在一实施例中，上述步骤152的具体实现方式可以是利用下述公式计算得到目标函数最小时对应的键电荷参数值：
[0068][0069]
其中，χ2为需要最小化的目标函数，为目标函数的导数，t
jα
、t
βk
分别为原子j、原子k的键连关系的矩阵，p
α
是参数类型α的键电荷校正值，r
kl
、r
lj
分别是第k个原子和第j个原子与第l个格点之间的距离，v
ldiff
是在第l个格点上待校正分子的am1电荷产生的静电势与待校正分子的参考静电势的差值，m是待校正分子周围的格点总数量，n是待校正分子的原子总数量，γ是参数类型的总数量。
[0070]
图3是本技术一示例性实施例提供的基于原子电荷的静电势计算方法的流程示意图。如图3所示，该基于原子电荷的静电势计算方法包括如下步骤：
[0071]
步骤310：计算目标原子的电荷信息，得到目标分子中所有原子各自的电荷信息。
[0072]
其中，目标原子与其他原子通过化学键连接构成目标分子。
[0073]
步骤320：根据目标分子中所有原子各自的电荷信息、目标分子的键电荷参数和目标分子的静电势格点信息，计算得到目标分子的静电势。
[0074]
其中，目标分子的键电荷参数采用上述任一项的校正方法得到。通过上述实施例中的校正方法计算得到键电荷参数的值，并且基于计算得到的键电荷参数的值，根据目标分子中所有原子各自的电荷信息、目标分子的键电荷参数和目标分子的静电势格点信息，计算得到目标分子的静电势，从而保证了计算得到的目标分子的静电势的准确性，同时保证了较低的计算量。
[0075]
本技术提供的一种基于原子电荷的静电势计算方法，通过根据待校正分子的拓扑结构确定键电荷参数的参数类型；计算待校正分子的电荷信息，其中电荷信息由am1方法计算得到；根据待校正分子的电荷信息、待校正分子的键电荷参数的参数类型和待校正分子的初始键电荷参数值，计算得到待校正分子的静电势；计算待校正的静电势与待校正的参考静电势之间的静电势差值；以及根据静电势差值，构建目标函数并使其最小化以得到待校正分子的键电荷参数值；即根据待校正分子的拓扑结构确定键电荷参数的参数类型，并且根据待校正分子的电荷信息、待校正分子的键电荷参数的参数类型和待校正分子的初始键电荷参数值计算得到待校正分子的静电势，通过与参考静电势之差构建目标函数且最小化目标函数以得到待校正分子的当前键电荷参数值，以提高校正键电荷参数的准确性，从
而同时提高分子静电势的准确性(其误差相较am1-bcc电荷更小)，并且其所需的计算量较低，从而可以低成本的实现高通量的计算和筛选。
[0076]
图4是本技术一示例性实施例提供的校正键电荷参数的装置的结构示意图。如图4所示，该校正键电荷参数的装置40包括：类型确定模块41，用于根据待校正分子的拓扑结构确定待校正分子的键电荷参数的参数类型；第一计算模块42，用于计算待校正分子的电荷信息；其中，电荷信息由am1方法计算得到；第二计算模块43，用于根据待校正分子的电荷信息、待校正分子的键电荷参数的参数类型和待校正分子的初始键电荷参数值，计算得到待校正分子的静电势；差值计算模块44，用于计算待校正分子的静电势与待校正分子的参考静电势之间的静电势差值；以及参数确定模块45，用于根据静电势差值构建目标函数，并且最小化目标函数以获得待校正分子的键电荷参数值。
[0077]
本技术提供的一种校正键电荷参数的装置，通过类型确定模块41根据待校正分子的拓扑结构确定键电荷参数的参数类型；第一计算模块42计算待校正分子的电荷信息，其中电荷信息由am1方法计算得到；第二计算模块43根据待校正分子的电荷信息、待校正分子的键电荷参数的参数类型和待校正分子的初始键电荷参数值，计算得到待校正分子的静电势；差值计算模块44计算待校正的静电势与待校正的参考静电势之间的静电势差值；以及参数确定模块45根据静电势差值，构建目标函数并使其最小化以得到待校正分子的键电荷参数值；即根据待校正分子的拓扑结构确定键电荷参数的参数类型，并且根据待校正分子的电荷信息、待校正分子的键电荷参数的参数类型和待校正分子的初始键电荷参数值计算得到待校正分子的静电势，通过与参考静电势之差构建目标函数且最小化目标函数以得到待校正分子的当前键电荷参数值，以提高校正键电荷参数的准确性，从而提高分子静电势的准确性，并且其所需的计算量较低，从而可以低成本实现高通量的计算和筛选。
[0078]
在一实施例中，类型确定模块41可以进一步配置为：根据待校正分子的化学键的类型和化学键两端的原子类型，确定键电荷参数的参数类型。
[0079]
在一实施例中，第一计算模块42可以进一步配置为：通过半经验方法计算待校正分子的电荷信息，即待校正分子中各个原子的am1电荷的值。
[0080]
在一实施例中，第二计算模块43可以进一步配置为：根据待校正分子的电荷值、待校正分子的键电荷参数的参数类型对应的当前参数值以及待校正分子周围的格点与待校正分子的位置信息，计算待校正分子的静电势。
[0081]
在一实施例中，参数确定模块45可以进一步配置为：构建目标函数，其中，目标函数为待校正分子的各个预设格点的静电势差值的平方和；并且采用最小梯度法最小化目标函数以获得待校正分子的键电荷参数值。
[0082]
图5是本技术一示例性实施例提供的基于原子电荷的静电势计算装置的结构示意图。如图5所示，该静电势计算装置50包括：第三计算模块51，用于计算目标原子的电荷信息，得到目标分子中所有原子各自的电荷信息；其中，目标原子与其他原子通过化学键连接构成目标分子；静电势计算模块52，用于根据目标分子中所有原子各自的电荷信息、目标分子的键电荷参数和目标分子的静电势格点信息，计算得到目标分子的静电势；其中，目标分子的键电荷参数采用上述任一项的校正方法得到。
[0083]
本技术提供的一种基于原子电荷的静电势计算装置，根据待校正分子的拓扑结构确定键电荷参数的参数类型；计算待校正分子的电荷信息，其中电荷信息由am1方法计算得
到；根据待校正分子的电荷信息、待校正分子的键电荷参数的参数类型和待校正分子的初始键电荷参数值，计算得到待校正分子的静电势；计算待校正的静电势与待校正的参考静电势之间的静电势差值；以及根据静电势差值，构建目标函数并使其最小化以得到待校正分子的键电荷参数值；即根据待校正分子的拓扑结构确定键电荷参数的参数类型，并且根据待校正分子的电荷信息、待校正分子的键电荷参数的参数类型和待校正分子的初始键电荷参数值计算得到待校正分子的静电势，通过与参考静电势之差构建目标函数且最小化目标函数以得到待校正分子的当前键电荷参数值，以提高校正键电荷参数的准确性，从而提高原子静电势的准确性，并且其计算量较低，从而可以低成本的实现高通量的计算和筛选，并且通过第三计算模块51计算目标原子的电荷信息，得到目标分子中所有原子各自的电荷信息；其中，目标原子与其他原子通过化学键连接构成目标分子；静电势计算模块52根据目标分子中所有原子各自的电荷信息、目标分子的键电荷参数和目标分子的静电势格点信息，计算得到目标分子的静电势；即基于计算得到的键电荷参数的值，根据电荷信息、目标分子的键电荷参数和目标分子的静电势格点信息，计算得到目标分子的静电势，从而提高分子静电势的准确性，并且其计算量较低，从而可以低成本的实现高通量的计算和筛选。
[0084]
下面，参考图6来描述根据本技术实施例的电子设备。该电子设备可以是第一设备和第二设备中的任一个或两者、或与它们独立的单机设备，该单机设备可以与第一设备和第二设备进行通信，以从它们接收所采集到的输入信号。
[0085]
图6图示了根据本技术实施例的电子设备的框图。
[0086]
如图6所示，电子设备10包括一个或多个处理器11和存储器12。
[0087]
处理器11可以是中央处理单元(cpu)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备10中的其他组件以执行期望的功能。
[0088]
存储器12可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器11可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本技术的各个实施例的方法以及/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如输入信号、信号分量、噪声分量等各种内容。
[0089]
在一个示例中，电子设备10还可以包括：输入装置13和输出装置14，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。
[0090]
在该电子设备是单机设备时，该输入装置13可以是通信网络连接器，用于从第一设备和第二设备接收所采集的输入信号。
[0091]
此外，该输入装置13还可以包括例如键盘、鼠标等等。
[0092]
该输出装置14可以向外部输出各种信息，包括确定出的距离信息、方向信息等。该输出装置14可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
[0093]
当然，为了简化，图6中仅示出了该电子设备10中与本技术有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备10还可以包括任何其他适当的组件。
[0094]
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本技术实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
[0095]
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
[0096]
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本技术的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

技术特征：
1.一种校正键电荷参数的方法，其特征在于，包括：根据待校正分子的拓扑结构确定所述待校正分子的键电荷参数的参数类型；计算所述待校正分子的电荷信息；其中，所述电荷信息由am1方法计算得到；根据所述待校正分子的电荷信息、所述待校正分子的键电荷参数的参数类型和所述待校正分子的初始键电荷参数值，计算得到所述待校正分子的静电势；计算所述待校正分子的静电势与所述待校正分子的参考静电势之间的静电势差值；以及根据所述静电势差值构建目标函数，并且最小化所述目标函数以获得所述待校正分子的键电荷参数值。2.根据权利要求1所述的校正键电荷参数的方法，其特征在于，所述根据所述待校正分子的电荷信息、所述待校正分子的键电荷参数的参数类型和所述待校正分子的初始键电荷参数值，计算得到所述待校正分子的静电势包括：根据所述待校正分子的电荷值、所述待校正分子的键电荷参数的参数类型对应的当前参数值以及所述待校正分子周围的格点与所述待校正分子的位置信息，计算所述待校正分子的静电势。3.根据权利要求2所述的校正键电荷参数的方法，其特征在于，所述根据所述待校正分子的电荷值、所述待校正分子的键电荷参数的参数类型对应的当前参数值以及所述待校正分子周围的格点与所述待校正分子的位置信息，计算所述待校正分子的静电势包括：其中，v
lcalc
是在第l个格点上待校正分子的静电势，是第l个格点上待校正分子的am1电荷产生的静电势，是所述待校正分子的第j个原子的am1电荷值，r
lj
是第j个原子与第l个格点之间的距离，t
jα
为第j个原子的键连关系的矩阵，p
α
是参数类型α的键电荷校正值，n是所述待校正分子的原子总数量，γ是参数类型的总数量。4.根据权利要求1所述的校正键电荷参数的方法，其特征在于，所述计算所述待校正分子的静电势与所述待校正分子的参考静电势之间的静电势差值包括：其中，v
ldiff
是在第l个格点上待校正分子的am1电荷产生的静电势与参考静电势的差值，v
lqm
是dft计算得到的第l个格点上的待校正分子的参考静电势，是第l个格点上待校正分子的am1电荷产生的静电势，是第j个原子的am1电荷值，r
lj
是第j个原子与
第l个格点之间的距离。5.根据权利要求1所述的校正键电荷参数的方法，其特征在于，所述根据所述静电势差值构建目标函数，并且最小化所述目标函数以获得所述待校正分子的键电荷参数值包括：构建所述目标函数；其中，所述目标函数为待校正分子的各个预设格点的静电势差值的平方和；以及采用最小梯度法最小化所述目标函数以获得所述待校正分子的键电荷参数值。6.根据权利要求5所述的校正键电荷参数的方法，其特征在于，所述采用最小梯度法最小化所述目标函数以获得所述待校正分子的键电荷参数值包括：其中，χ2为需要最小化的目标函数，为目标函数的导数，t
jα
、t
βk
分别为原子j、原子k的键连关系的矩阵，p
α
是参数类型α的键电荷校正值，r
kl
、r
lj
分别是第k个原子和第j个原子与第l个格点之间的距离，v
ldiff
是在第l个格点上待校正分子的am1电荷产生的静电势与待校正分子的参考静电势的差值，m是所述待校正分子周围的格点总数量，n是所述待校正分子的原子总数量，β是参数类型的总数量。7.根据权利要求1所述的校正键电荷参数的方法，其特征在于，所述根据待校正分子的拓扑结构确定所述待校正分子的键电荷参数的参数类型包括：根据所述待校正分子中的各化学键的类型和所述各化学键两端的原子类型，分别确定所述待校正分子中各键电荷参数的参数类型。8.一种基于原子电荷的静电势计算方法，其特征在于，包括：计算目标原子的电荷信息，得到目标分子中所有原子各自的电荷信息；其中，所述目标原子与其他原子通过化学键连接构成目标分子；根据所述目标分子中所有原子各自的电荷信息、所述目标分子的键电荷参数和所述目标分子的静电势格点信息，计算得到所述目标分子的静电势；其中，所述目标分子的键电荷参数采用上述权利要求1-7中任一项所述的校正方法得到。9.一种校正键电荷参数的装置，其特征在于，包括：类型确定模块，用于根据待校正分子的拓扑结构确定所述待校正分子的键电荷参数的参数类型；第一计算模块，用于计算所述待校正分子的电荷信息；其中，所述电荷信息由am1方法计算得到；第二计算模块，用于根据所述待校正分子的电荷信息、所述待校正分子的键电荷参数的参数类型和所述待校正分子的初始键电荷参数值，计算得到所述待校正分子的静电势；差值计算模块，用于计算所述待校正分子的静电势与所述待校正分子的参考静电势之间的静电势差值；以及参数确定模块，用于根据所述静电势差值构建目标函数，并且最小化所述目标函数以获得所述待校正分子的键电荷参数值。10.一种基于原子电荷的静电势计算装置，其特征在于，包括：
第三计算模块，用于计算目标原子的电荷信息，得到目标分子中所有原子各自的电荷信息；其中，所述目标原子与其他原子通过化学键连接构成目标分子；静电势计算模块，用于根据所述目标分子中所有原子各自的电荷信息、所述目标分子的键电荷参数和所述目标分子的静电势格点信息，计算得到所述目标分子的静电势；其中，所述目标分子的键电荷参数采用上述权利要求1-7中任一项所述的校正方法得到。11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-7任一所述的校正键电荷参数的方法，和/或执行上述权利要求8所述的基于原子电荷的静电势计算方法。12.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器用于执行上述权利要求1-7任一所述的校正键电荷参数的方法，和/或执行上述权利要求8所述的基于原子电荷的静电势计算方法。

技术总结
本申请公开了键电荷参数校正的方法和装置、基于原子电荷的静电势计算方法和装置、设备及介质，通过根据待校正分子的拓扑结构确定键电荷参数的参数类型；计算待校正分子的电荷信息；根据待校正分子的电荷信息、待校正分子的键电荷参数的参数类型和待校正分子的初始键电荷参数值，计算得到待校正分子的静电势；计算待校正的静电势与待校正的参考静电势之间的静电势差值；以及根据静电势差值，构建目标函数并使其最小化以得到待校正分子的键电荷参数值，以提高校正键电荷参数的准确性，从而同时提高分子静电势的准确性，并且其所需的计算量较低，从而可以低成本的实现高通量的计算和筛选。算和筛选。算和筛选。


技术研发人员：薛白 张翘楚
受保护的技术使用者：深圳晶泰科技有限公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/7/21