[發(fā)明專利]一種基于地形特征匹配的水下地形匹配導(dǎo)航方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710062780.6
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106871901B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李曄;叢正;姜言清;王汝鵬;馬騰;貢雨森;郭宏達;安力;龔昊;何佳雨
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C21/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于地形特征匹配的水下地形匹配導(dǎo)航方法，其特征在于：包括如下步驟：

第一步：處理已知的先驗地圖，計算先驗地圖中的每一點的高度的梯度通過對高度的梯度grad(x,y)的大小進行篩選，選出梯度的模長||grad(x,y)||＞閾值Α的點作為先驗地圖的特征點；

第二步：將第一步得到的所有先驗地圖的特征點的梯度的模長||grad(x,y)||做霍夫變換，識別出每一個特征的擬合線段，并記錄這些線段的起始點坐標(biāo)位置(x_s,y_s),(x_e,y_e)以及每條線段對應(yīng)的高度作為實際特征信息存入實際特征信息庫；

第三步：啟動多波束聲納，采集水下機器人所在位置及周邊的實時水深數(shù)據(jù)，記錄得到的每一個數(shù)據(jù)點的坐標(biāo)位置(x^*，y^*)以及對應(yīng)數(shù)據(jù)點的深度h^*；

第四步：計算第三步中的每一個數(shù)據(jù)點水深的梯度通過對水深的梯度grad(x^*,y^*)的大小進行篩選，選出梯度的模長||grad(x^*,y^*)||＞Α的點作為多波束聲納數(shù)據(jù)的特征點；

第五步：將第四步得到的多波束聲納數(shù)據(jù)的特征點的梯度的模長||grad(x,y)||做霍夫變換，并識別出每一個特征的擬合線段，記錄這些線段的起始點坐標(biāo)位置(x_s,y_s),(x_e,y_e)以及每條線段對應(yīng)的高度信息、與機器人的相對位置信息，作為樣本特征信息；

第六步：逐條讀取樣本特征信息，判斷實際特征信息庫中是否存在高度相匹配的特征：若存在則進行下一步，若不存在，則讀取下一條特征，重復(fù)此步驟；

第七步：判斷經(jīng)第六步得到的特征中是否存在長度相一致的特征，若存在則進行下一步，若不存在，則讀取下一條特征，重復(fù)第六步；

第八步：讀取第七步得到的相匹配的特征的端點坐標(biāo)位置找到能將樣本特征端點坐標(biāo)(x_s,y_s),(x_e,y_e)轉(zhuǎn)換為匹配特征端點的坐標(biāo)變換；

第九步：根據(jù)第八步中的坐標(biāo)變換以及第五步中與機器人的相對位置信息得到機器人此時的位置(x₁,y₁)，(x₂,y₂)…(x_n,y_n)；

第十步：根據(jù)第九步得到的位置，得到最終確定的精確坐標(biāo)位置

第十一步：將(x_match,y_match)反饋給主控計算機，完成地形匹配定位。