[發(fā)明專利]基于三角形匹配算法改進(jìn)的ICCP水下地磁匹配方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010116489.4
• 申請(qǐng)日: 2020-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN111397599A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃浩乾;王鵬;唐家成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C21/08
• 分類號(hào): G01C21/08;G01C21/16;G01C21/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.基于三角形匹配算法改進(jìn)的ICCP水下地磁匹配方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)構(gòu)建三角形匹配模型，根據(jù)參考區(qū)域中的地磁信息，確定參考地圖中的搜索范圍，給出三角形匹配適配度算法，構(gòu)建三角匹配模型具體包括：

(1.1)磁力計(jì)在參考區(qū)域中獲得三個(gè)連續(xù)的地磁信息點(diǎn)；

(1.2)在搜索范圍內(nèi)，在地磁等磁線上尋找連續(xù)三個(gè)合適的匹配點(diǎn)，構(gòu)成三角形對(duì)應(yīng)于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)指示路徑三個(gè)連續(xù)點(diǎn)構(gòu)成的三角形；

(1.3)提出匹配三角形適配度算法；

(2)依據(jù)磁力計(jì)的測(cè)量誤差和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航誤差，提出用于解決匹配三角形的容錯(cuò)能力的三角形剛性變換和旋轉(zhuǎn)方程，給出慣性導(dǎo)航系統(tǒng)指示路徑H_i三角形的質(zhì)心N和校正后的路徑X_i三角形的質(zhì)心M之間的歐式距離，用約束基于粒子群優(yōu)化算法在各搜索區(qū)域中依次取位置形成參考航跡，解算出適應(yīng)度航跡，確定地磁導(dǎo)航路徑；

(2.1)構(gòu)建剛性平移和旋轉(zhuǎn)方程；

(2.2)給出慣性導(dǎo)航系統(tǒng)指示路徑H_i三角形的質(zhì)心N和校正后的路徑X_i三角形的質(zhì)心M，并給出兩點(diǎn)之間的距離，并把航跡上所有對(duì)應(yīng)三角形質(zhì)心之間的距離的和作為適應(yīng)度函數(shù)；

(2.3)在各搜索區(qū)域中依次取位置點(diǎn)形成數(shù)條航路，將每條航路上的位置點(diǎn)序列作為一個(gè)粒子，基于粒子群優(yōu)化算法使適應(yīng)度函數(shù)的值最小，從而確定地磁導(dǎo)航航跡。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三角形匹配算法改進(jìn)的ICCP水下地磁匹配方法，其特征在于，步驟(1.2)中根據(jù)地磁傳感器測(cè)量精度和慣性導(dǎo)航定位精度，匹配三角形滿足以下約束條件：

式(1)中,H₁ H₂ H₃代表參考區(qū)域中獲得三個(gè)連續(xù)的地磁信息點(diǎn)，構(gòu)建成ΔH₁H₂H₃三角形的圖形，其中X_1,i表示H₁周圍的第i個(gè)匹配點(diǎn)，R代表搜索范圍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三角形匹配算法改進(jìn)的ICCP水下地磁匹配方法，其特征在于，步驟(1.3)根據(jù)如下確定最佳匹配三角形：

x＝a/c,y＝b/c (2)

式(2)中,在ΔH₁H₂H₃中，定義H₁H₂＝a，H₂H₃＝b，H₁H₃＝c，其中定義H₁H₃為ΔH₁H₂H₃中最長(zhǎng)的一條邊，x與y分別代表剩余兩邊H₂H₃和H₁H₂與最長(zhǎng)邊H₁H₃之間的數(shù)值比；因此，P(x,y)代表一組ΔH₁H₂H₃三角形的特征值；式(3)中P′(x,y)代表一組ΔX₁X₂X₃三角形的特征值，D_PP′代表直角坐標(biāo)系上點(diǎn)P和P′之間的歐式距離，則ε_XY代表ΔH₁H₂H₃和ΔX₁X₂X₃之間的匹配度，ε_XY越接近于0，匹配度越高。