[發明專利]一種BSLAM中地形匹配結果正確性判別方法

有效

• 申請號: 201710344524.6
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107132521B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 李曄;馬騰;王汝鵬;叢正;貢雨森;姜言清;郭宏達;雷明;安力;何佳雨
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S7/52
• 分類號: G01S7/52;G01S15/89;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
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本發明公開的是一種BSLAM中地形匹配結果正確性判別方法，主要是一種用于AUV測深數據同步定位與建圖(Bathymetric Simultaneous Localization and Mapping,BSLAM)中判斷得到的地形匹配結果是否正確的判別方法。該方法只需要輸入地形匹配數據和里程計數據，通過不斷迭代計算一致性函數實現對地形匹配有效性的判別。在迭代中引入了自檢和多窗口方法，其目的分別在于避免陷入局部最優和同時保證全局一致性和局部一致性。本發明的有益效果在于提出的一種BSLAM中地形匹配結果正確性判別方法不需要依賴于輔助設備，計算效率高，不會陷入局部最優且能夠同時滿足局部一致和全局一致性的要求。

技術領域

本發明涉及海底地形同步定位與建圖領域，是一種BSLAM中地形匹配結果正確性判別方法。

背景技術

BSLAM是一種使用多波束聲納獲取海底地形為信息源，從而實現同步定位與建圖的技術，該方法通過地形匹配獲取數據關聯，從而實現了對位姿圖的修正。但由于海底地形趨于平緩，且多波束測深數據是聲學回波數據，受環境影響較大，UUV姿態、海流、混響等環境特征都會對原始數據產生影響，這會導致測深數據存在較大的噪聲，因此出現匹配結果不準確的結果是很常見的。因此，需要一種能夠判別地形匹配結果正確性的方法。本發明提出了一種BSLAM中地形匹配結果正確性判別方法，該方法的實現不依賴于其他輔助設備，只需要地形匹配數據和里程計數據，能對地形匹配的正確性進行準確的判別，有益于下一步修正位姿圖工作的展開。

目前針對BSLAM中地形匹配結果的判別沒有相關的方法，較為相似的是SLAM中對數據關聯正確性的判別。

公開日為2014年7月2日，公開號為CN103901774A，發明名稱為“高效魯棒的基于多傳感器的SLAM協調方法及系統”的專利申請，該方法需要依賴于多個傳感器，僅僅通過簡單的加權平均獲得真正位姿，無法適用于BSLAM中單個傳感器狀態下出現錯誤數據關聯結果的情況。

公開日為2015年8月19日，公開號為CN104850615A，發明名稱為“一種基于g2o的SLAM后端優化算法方法”的專利申請，該方法提出了DCS1算法，該方法需要在后優化過程中增加開關變量，加大了計算開銷，計算效率大大降低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種BSLAM中地形匹配結果正確性判別方法，該方法只需要輸入地形匹配數據和里程計數據，通過不斷迭代計算一致性函數實現對地形匹配有效性的判別。在迭代中引入了自檢和多窗口方法，其目的分別在于避免陷入局部最優和同時保證全局一致性和局部一致性。

本發明的有益效果在于提出的BSLAM中地形匹配結果正確性判別方法不需要依賴于輔助設備，計算效率高，不會陷入局部最優且能夠同時滿足局部一致和全局一致性的要求。

本發明的目的是這樣實現的：

主程序包括如下步驟：

步驟一：輸入m個待判定地形匹配結果和里程計數據，初始化位姿圖，初始化錯誤地形匹配為空集，設定最大循環次數，初始化i＝0，F(0)為無窮大，進入步驟二；

步驟二：初始化j＝0，判斷i是否大于n，若i大于n，算法結束，否則進入步驟三；

步驟三：判斷j是否大于待判定地形匹配結果個數m，是的話轉入步驟四，否則將第j個待判定結果暫時置為空集，更新位姿圖并使用多窗口方法計算代價函數f(j),j＝j+1,重新執行步驟三；

步驟四：將f(j)中最小值對應的待判定地形匹配移至錯誤地形匹配，m＝m-1，判斷f(j)中最小值是否小于上一次迭代代價F(i-1)，是的話執行自檢并將輸出的代價函數設為F(i)，否則將f(j)中最小值設為F(i)；

步驟五：判斷F(i)是否小于閾值，閾值一般取300，若小于閾值進行自檢，根據自檢結果更新位姿圖，算法結束，否則轉入步驟二。