[發明專利]地形分塊與地形測點加權的地形匹配定位方法

有效

• 申請號: 201710832755.1
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107504974B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 王汝鵬;李曄;叢正;馬騰;貢雨森;謝天奇;郭宏達;安力;何佳雨;張強
• 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

本發明的目的在于提供地形分塊與地形測點加權的地形匹配定位方法，影響地形匹配定位精度的有兩方面的因素：地形的適配性和地形測量誤差。對于適配性較大的局部地形區域可以提供較多的地形信息，而測量誤差會使局部地形產生畸變，給地形匹配定位帶來負面影響。由于適配性和地形的測量誤差都是局部地形的特征，為了體現適配性和局部地形測量誤差對匹配定位的影響，將地形進行分塊并利用適配性對分塊子地形圖中的節點進行加權，同時在匹配過程中利用分快子地形的殘差統計方差估計子地形圖的測量誤差，并對子地形圖中的節點進行加權處理，利用適配性和測量誤差得到的權值同時對子地形圖中的節點進行加權，通過迭代過程獲得最優的地形匹配定位結果。

技術領域

本發明涉及的是一種地形匹配定位方法，具體地說是深海地形匹配定位方法。

背景技術

深海地形的測繪主要依靠AUV來完成，由于AUV作業能力和導航精度的限制，在大范圍的繪圖過程中需要先得到一些局部小區域的地形圖最后進行拼接處理得到大范圍的水下地形圖。此外，在測量過程中需要利用已獲得的地形圖進行地形匹配定位以此修正導航誤差。地形拼接和地形匹配定位過程都需要高精度的地形匹配定位方法，由于地形匹配定位的精度主要有兩個方面的影響：地形的適配性和地形測量誤差及地形插值重構過程中導致的地形畸變誤差。現有的地形匹配定位方法并沒有考慮地形的適配性，而且對于地形的測量誤差也只是考慮成高斯噪聲，這些簡化處理使得定位結果的和似然函數的收斂性并不好，同時定位的精度也容易受到地形適配性和地形畸變誤差的影響。

本發明主要是出于對匹配過程中地形適配性和地形畸變誤差對地形匹配定位精度的考慮，通過對先驗地形的分塊對地形的測量點進行加權處理。

發明內容

本發明的目的在于提供考慮對匹配過程中地形適配性和地形畸變誤差對地形匹配定位精度的地形分塊與地形測點加權的地形匹配定位方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明地形分塊與地形測點加權的地形匹配定位方法，其特征是：

(1)進行初匹配，并將測量地形的測點分塊：

假設分塊子地形圖的邊界點為k，設定先驗地形圖地形圖的分塊大小，將先驗地形圖分割成M×N塊子地形圖，每一個子地形圖的邊界上的地形節點數為k，計算每一個地形點的適配性量化參數，量化參數采用地形節點的8方向信噪比：

式中：i,j分別表示鮮艷地形圖節點的行和列索引號，d表示先驗地形的網格邊長，k表示表示8個方向的索引號，表示地形節點i,j在k方向的梯度，σ表示地形測量誤差；

計算每一個分塊的適配性參數：

式中：p表示分塊自地圖的邊界地形節點個數，I,J表示地形分塊的行和列索引號；

利用最大化原則將8個方向上的信息量化成一個量

同時根據下式對測量地形進行初步的定位，得到初步定位偏差(dx1，dy1)，然后利用定位偏差對測量地形進行位置修正，得到初步修正后的測量地形：

式中：X^p表示地形匹配定位的位置，i,j表示搜索區域內搜索點的索引號， z_k表示MTM地形圖中的點，表示在搜索點(i,j)處測量地形序列z_k在DEM中的差值點高度；

(2)獲取測量地形的適配性權值和測量誤差權值：