[發明專利]一種基于模糊熵值的AUV水下地形匹配適配區劃分方法

有效

• 申請號: 201710054012.6
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106767834B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 李曄;馬騰;姜言清;王汝鵬;叢正;貢雨森;郭宏達;安力;龔昊;何佳雨
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種基于模糊熵值的AUV水下地形匹配適配區劃分方法，一將先驗地圖劃分為若干個柵格；二對每個柵格內的子地圖求取其地形熵、地形差異熵、地形標準差；三確定通用于全局地圖的地形熵和地形差異熵的權重關系，地形標準差和地形熵權重的隸屬度函數和模糊規則；四在每個柵格內的子地圖根據其地形標準差，地形熵和地形差異熵的權重關系，地形熵權重的隸屬度函數和模糊規則求解該柵格內子地圖的適配能力；五是根據上一步得到的子地圖適配能力劃分適配區域。本發明較為全面的考慮了不同地形下地形熵和地形差異熵對地形適配性影響的大小，能較好的反應某一區域的適配性程度。

技術領域

本發明涉及一種基于模糊熵值的AUV水下地形匹配適配區劃分方法，屬于地形匹配輔助導航領域。

背景技術

目前地形匹配輔助導航已經成為一種實用的AUV輔助導航手段，而地形匹配導航的精度不僅僅依賴于地形匹配算法，還依賴于匹配區域的適配性。保證地形匹配輔助導航能夠提供精確結果的前提就是選取適配性強的的匹配區域。

20世紀50年代，香農將熵的概念引入信息論中，隨后熵作為一個描述信息混亂程度的量被廣泛用于信息匹配、圖像處理等學科領域。在地形匹配領域，熵定義為一個地形區域內地形高程的混亂程度，這就是地形熵的概念。針對地形熵沒有考慮到平坦區域和地形變化復雜區域不同權重的缺點，地形差異熵的概念又被提出。目前很多文獻提出了利用熵提取適配區的方法,但這些方法沒有考慮不同地形下對適配能力評價體系中地形熵和地形差異熵的權重的變化，計算得到的適配能力并不準確。

發明內容

本發明的目的是為了解決現在對于某一區域地形匹配輔助導航適配能力計算及適配區劃分的問題而提供一種基于模糊熵值的AUV水下地形匹配適配區劃分方法。

本發明的目的是這樣實現的：包括如下步驟：

步驟一：根據預設的分辨率對全局地圖進行柵格化處理，得到所有柵格內的共N個子地圖；

步驟二：得到全局地圖中各個子地圖通用的地形熵和地形差異熵的權重關系和模糊規則語言：

(1)表述地形熵和地形差異熵的權重關系，以子地圖n為例：

C₁(n)+C₂(n)＝1

C₁(n)＝f(σ_s(n))

其中：C₁(n)為地形熵在適配能力中的權重，C₂(n)為地形差異熵在適配能力中的權重，σ_s(n)為子地圖n地形坡度標準差，f(σ_s(n))為地形坡度標準差σ_s(n)與地形熵在適配能力中的權重C₁(n)的對應關系；

(2)模糊規則語言為：

T(C₁)＝T(σ_s)＝{Z,S,M,L,E}

其中：C₁＝{C₁(1),...,C₁(n),...,C₁(N)}為所有子地圖地形熵在適配能力中的權重的集合，σ_s＝{σ_s(1),...,σ_s(n),...,σ_s(N)}為所有子地圖地形坡度標準差的集合，T(C₁)與T(σ_s)分別表示對應地形熵在適配能力中的權重C₁和地形坡度標準差σ_s的模糊語言集合，{Z,S,M,L,E}表述為{零，小，中等，大，極大}；