基于水下地貌的匹配導航算法研究.pdf

1、目前，水下潛器采用的導航系統(tǒng)大多是以慣性導航為核心的，然而隨著時間的積累，慣性導航的定位誤差會越來越大，所以長時間的航行中，慣導所提供的導航定位信息也會不精確，如果及時地加以修正，就可以避免導航定位信息的誤差過大。利用水下輔助導航技術(shù)可以有效地修正慣導的導航誤差，且價格低廉，同時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較少，由于地貌圖像的精度通

2、常比較高，在水下輔助導航研究中利用水下地貌無疑會大大提高導航精度，所以本文將利用側(cè)掃聲吶獲取的地貌圖像，來研究一套地貌輔助導航方法。此技術(shù)將極大提高水下潛器導航系統(tǒng)在長距離、長時間任務中的定位精度。主要研究內(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，標準粒子群優(yōu)化和改進的粒子群優(yōu)化算法。通過改進的粒子群優(yōu)化算法來減少計算量，從而提高匹配效率和匹配正確率。
　　確定航向角時分別利用Harris角點法和最大互相關(guān)法，并將最大互相關(guān)法與改進的粒子群優(yōu)化算法結(jié)合，以此來減少計算量，縮短匹配時間。
　　最后，各部分流程的算法綜合到一起，構(gòu)成一套完整的地