[發明專利]一種雙圓子模板水下地形匹配方法

在審

• 申請號: 201510525975.0
• 申請日: 2015-08-25
• 公開（公告）號: CN105160665A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 張濤;胡賀慶;徐曉蘇;楊書天
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本發明涉及一種雙圓子模板水下地形匹配方法，屬于水下導航技術領域。

背景技術

地形相關匹配算法最早在航空方面得到應用，在戰機和巡航導彈成進行了成功試驗，如英國宇航局公司研制的地形輔助導航系統，簡稱為地形剖面匹配系統(TERCOM)；美國桑迪亞實驗室研制的桑迪亞地形輔助導航方法(SITAN)，國內也研究開發了一下地形輔助導航系統，在裝備武器上成功試驗。

國內外地形匹配技術的成熟應用主要集中在航空、地面，21世紀以來，海洋資源在各國的戰略地位越來越重要，水下精確定位導航成為各國研究的重點，常見的有慣性導航、聲學導航、艦位推算導航等。水下地形匹配技術作為水下一種輔助導航技術在近十幾年得到了快速發展，特別是多波束測深設備的使用和高質量匹配算法的研究，水下地形匹配精度大幅度提高。目前國外在水下地形匹配導航技術發展較快，如由FFI開發的HUGIN系列的水下自主航行器；瑞典皇家工學院研制的AUV62F和Sapphires。

水下地形匹配算法是國內外學者的研究重點，有基于單波束測深的ICCP算法；基于等深線的匹配算法；基于概率準則的匹配算法；基于卡爾曼濾波的方法；基于互相關的匹配方法。但是上述算法要么是基于一維序列的匹配，信息量較少，要么在存在抗旋轉、平移等問題，而且大多采用方形單模板進行匹配，存在匹配時間過長等問題。雙圓子模板匹配方法克服以往單模板信息量少、匹配時間過長問題，而且圓形模板可以克服旋轉等問題影響，為水下地形匹配提供了一種新的匹配方法。

發明內容

本發明的技術解決問題是：針對現有技術的不足，提出一種雙圓子模板水下地形匹配方法。

本發明的技術解決方案為：本發明提出的一種雙圓子模板水下地形匹配方法，通過下列步驟實現：

(1)由多波束測深系統獲得的條帶，通過數據處理形成二維高程陣列，并轉化為灰度值，形成待匹配模板，調取原始數據庫地形高程圖轉化為灰度圖，形成搜索母圖；

(2)選取一個較大的模板，再從中選取兩個小的子模板，作內切圓，確定雙圓之間的位置關系，形成雙圓子模板模型，然后在母圖上進行雙圓子圖搜索匹配；

(3)提取圖像角點特征量，將母圖搜索到的雙圓子圖與子模板進行匹配，獲取水下潛器的位置。

本發明還包括以下特征：

1.步驟(1)具體為：將多波束測深插值獲得的二維高程陣列和原始數據庫的高程陣列進行灰度化，轉化為灰度圖像，轉化方式如下：