基于水下地貌的匹配導(dǎo)航算法研究.pdf

1、目前，水下潛器采用的導(dǎo)航系統(tǒng)大多是以慣性導(dǎo)航為核心的，然而隨著時(shí)間的積累，慣性導(dǎo)航的定位誤差會(huì)越來(lái)越大，所以長(zhǎng)時(shí)間的航行中，慣導(dǎo)所提供的導(dǎo)航定位信息也會(huì)不精確，如果及時(shí)地加以修正，就可以避免導(dǎo)航定位信息的誤差過(guò)大。利用水下輔助導(dǎo)航技術(shù)可以有效地修正慣導(dǎo)的導(dǎo)航誤差，且價(jià)格低廉，同時(shí)可以滿足水下潛器安全性、自主性、隱蔽性等要求。
　　目前，大多數(shù)水下輔助導(dǎo)航研究都集中在利用地形高度信息，而利用地貌信息的則相對(duì)較少，由于地貌圖像的精度通

2、常比較高，在水下輔助導(dǎo)航研究中利用水下地貌無(wú)疑會(huì)大大提高導(dǎo)航精度，所以本文將利用側(cè)掃聲吶獲取的地貌圖像，來(lái)研究一套地貌輔助導(dǎo)航方法。此技術(shù)將極大提高水下潛器導(dǎo)航系統(tǒng)在長(zhǎng)距離、長(zhǎng)時(shí)間任務(wù)中的定位精度。主要研究?jī)?nèi)容包括側(cè)掃聲吶圖像特征提取和特征匹配，其中特征匹配包括搜索匹配位置和確定航向角。
　　特征提取部分完成了不變矩和Harris角點(diǎn)特征的提取。在圓形模板下，不變矩具備良好的旋轉(zhuǎn)不變性；Harris角點(diǎn)特征提取算子不僅具備良好的旋

3、轉(zhuǎn)不變性，還能抵抗一定的噪聲。
　　搜索匹配位置采用不變矩特征向量的歐氏距離作為相似性度量，搜索方式分別采用遍歷的搜索方法，標(biāo)準(zhǔn)粒子群優(yōu)化和改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法。通過(guò)改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法來(lái)減少計(jì)算量，從而提高匹配效率和匹配正確率。
　　確定航向角時(shí)分別利用Harris角點(diǎn)法和最大互相關(guān)法，并將最大互相關(guān)法與改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法結(jié)合，以此來(lái)減少計(jì)算量，縮短匹配時(shí)間。
　　最后，各部分流程的算法綜合到一起，構(gòu)成一套完整的地