[發明專利]基于多波束聲納海底測量數據構建三維地形矢量模型的方法

有效

• 申請號: 201110278195.2
• 申請日: 2011-09-19
• 公開（公告）號: CN102446367A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 王宏健;傅桂霞;邊信黔;徐健;李娟;陳興華
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.基于多波束聲納海底測量數據構建三維地形矢量模型的方法，其特征在于它包括下述步驟：

一、利用無人自主水下航行器采用多波束聲納，采集海底區域地形的采樣點水平坐標及所對應的高程數據，作為多波束聲納地形測量數據點；

二、構建Delaunay三角網；具體過程如下：對所有的多波束聲納地形測量數據點，按照水平地理坐標的橫坐標X和縱坐標Y，進行排列；連接橫坐標X值最小的兩點p₁和p₂，并將此兩點中縱坐標y值大的點指向縱坐標y值小的點的方向作為初始基線的方向；

對前述的初始基線的兩端點p₁和p₂，按照其地理坐標p₁(x₁，y₁)，p₂(x₂，y₂)，確定初始基線p₁p₂的方程為：F(x，y)＝y-(ax-b)????????????????????????????(7)

式中a＝(y₂-y₁)/(x₂-x₁)，b＝(x₁y₂-x₂y₁)/(x₂-x₁)；

將任意一個多波束聲納測量數據點p_j中地形的地理坐標x_j、y_j帶入初始基線p₁p₂的方程F(x，y)中，判斷F(x，y)的正負，從而決定點p_j是否被擴展；

若F(x，y)＞0，p_j點位于初始基線p₁p₂的正區，則p_j點為待擴展的點；

若F(x，y)＜0，則p_j點位于初始基線p₁p₂的負區，則p_j點不擴展；

若F(x，y)＝0，則p_j點位于初始基線p₁p₂上，則p_j點不擴展；

在所有待擴展的點中找到某一點p₃，使點p₃和點p₂的連線p₃p₂與點p₃和點p₁的連線p₃p₁間張角最大，將該點p₃作為第三點；

連接點p₂與點p₃，并以p₂p₃作為基線并按照指向縱坐標y值小的方向確定基線的方向，利用上述基線正負區域判別方法查找第四點的待選集合，利用張角最大準則確定第四點；重復上述操作直到所有的多波束聲納地形測量數據點都被編入Delaunay三角網；

三、根據多波束聲納地形測量數據的結構特征及Delaunay三角網算法數據結構的需求，建立Delaunay三角網的點數據結構、邊數據結構和三角形面片數據結構。

2.根據權利要求1所述的基于多波束聲納海底測量數據構建三維地形矢量模型的方法，其特征在于多波束聲納地形測量數據點通過下述步驟獲得：①建立多波束船參考坐標系和當地水平坐標系；②處理姿態傳感器測量數據：首先剔除數據中的異常值，然后對刪除或缺失的點，根據前后兩次采集數據進行插值；③處理多波束聲納傳感器測量數據；④進行測量數據的空間配準；⑤進行測量數據的時間配準。