本发明专利技术提供一种水下地形匹配定位方法、装置及存储介质，所述方法的步骤包括，接收实际深度数据图；将实际深度数据图划分为栅格单元，计算栅格单元重心点的深度参数；将预设的定位区域划分为多个候选区域图；构建实际深度数据图和候选区域图的二维坐标图，输入到第一模型中，转化为第一向量；基于第一向量间的距离对候选区域图进行筛选，扩展筛选出的候选区域图得到待选区域图；获取每个栅格单元的协方差矩阵，基于特征值计算栅格单元的线性值、平面度值和散射型值；在待选区域图和实际深度数据图提取匹配区域图，输入第二模型中，得到第二向量，基于第二向量计算实际深度数据图与每个待选区域图的距离和，基于距离和匹配待选区域图。域图。域图。
【技术实现步骤摘要】
一种水下地形匹配定位方法、装置及存储介质
[0001]本专利技术涉及水下定位
，尤其涉及一种水下地形匹配定位方法、装置及存储介质。
技术介绍
[0002]在传统方法中，由于水下通讯的限制，自动潜航器(autonomous underwater vehicle，AUV)在水下长时间潜伏航行后需要上浮接受卫星信号进行位置修正，对于大潜深和长航程任务的AUV来说无疑增加了时间和能源的消耗。
[0003]为了降低AUV位置修正的时间和能源成本，一些声学定位的修正方法也被用于AUV位置修正，但是现有的声学定位方案误差较大。
技术实现思路
[0004]鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种水下地形匹配定位方法、装置及存储介质，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
[0005]本专利技术的第一方面提供了一种水下地形匹配定位方法，所述方法的步骤包括，
[0006]接收声呐设备传入的实际深度数据图，所述实际深度数据图中标记有具有经纬度参数和深度参数的测深点；
[0007]基于预设的第一分辨率将所述实际深度数据图平均划分为多个栅格单元，得到栅格深度图，计算每个所述栅格单元的重心点的位置，基于与重心点相近的第一个数测深点的深度参数计算该重心点的深度参数；
[0008]将预设的定位区域根据实际深度数据图的尺寸大小划分为多个候选区域图，每个候选区域图均被划分为第一分辨率大小的栅格单元，每个栅格单元的重心点标记有深度参数和经纬度参数；
[0009]基于经纬度数据的增长方向构建实际深度数据图和候选区域图的二维坐标图，将所述二维坐标图输入到预设的第一模型中，将每个二维坐标图转化为第一向量；
[0010]基于所述实际深度数据图对应的第一向量与候选区域图对应的第一向量的距离，对多个所述候选区域图进行筛选，将筛选出的候选区域图的范围在定位区域内进行扩展，得到待选区域图；
[0011]基于预设的邻域大小，获取待选区域图和实际深度数据图中每个栅格单元的协方差矩阵，计算每个协方差矩阵的特征值，基于特征值计算每个栅格单元的线性值、平面度值和散射型值，将线性值、平面度值和散射型值赋予到对应的栅格单元；
[0012]基于预设的提取窗口，分别在待选区域图和实际深度数据图提取出多个所述提取窗口大小的匹配区域图，所述匹配区域中设置有具有重心的正纵坐标值、深度参数、线性值、平面度值和散射型值的栅格单元；
[0013]将所述匹配区域图输入到预设的第二模型中，得到每个所述匹配区域图对应的第二向量，基于第二向量计算实际深度数据图的匹配区域图与每个待选区域图的匹配区域图
的距离和，基于距离和匹配待选区域图。
[0014]采用上述方案，本方案首先通过包括横纵坐标和深度参数的第一向量得到多个候选区域图，并进一步通过协方差矩阵为每个栅格单元增加线性值、平面度值和散射型值三种参数，其中，线性值描述邻域的拉长程度，而平面度值则评估一个平面拟合的程度，散射值对应一个各向同性的球形邻域，通过具有正纵坐标值、深度参数、线性值、平面度值和散射型值的栅格单元进一步得到最终的待选区域图，完成水下的精准定位。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述方法的步骤还包括：
[0016]获取实际深度数据图的重心位置的匹配区域图所对应的第二向量；
[0017]分别计算该第二向量与匹配出的待选区域图中的匹配区域图的第二向量的距离；
[0018]选取距离值最小的待选区域图中的匹配区域图的位置为实际深度数据图的位置。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，接收声呐设备传入的实际深度数据图的步骤之后还包括步骤：
[0020]获取与每个测深点距离最近的多个测深点，计算该测深点与距离最近的多个测深点的深度参数的平均值；
[0021]确定该测深点的深度参数与平均值的差的绝对值是否大于预设的第一阈值；
[0022]若大于，则确定该测深点为异常点，将该测深点的深度参数修改为与该测深点距离最近的多个测深点的深度参数的平均值。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，基于与重心点相近的第一个数测深点的深度参数计算该重心点的深度参数的步骤包括：
[0024]分别计算重心点与第一个数测深点中每个测深点的距离；
[0025]基于距离的值为第一个数测深点中每个测深点赋予权重，计算第一个数测深点的深度参数的加权平局值，作为该重心点的深度参数。
[0026]在本专利技术的一些实施方式中，采用如下公式，计算第一个数测深点的深度参数的加权平局值：
[0027][0028]s表示加权平局值，n表示第一个数的值，i表示第一个数测深点中的任一个，s
i
表示i测深点的的深度参数，d
i
表示i测深点与重心点的距离。
[0029]在本专利技术的一些实施方式中，基于特征值计算每个栅格单元的线性值、平面度值和散射型值的步骤包括：
[0030]将得到的多个特征值根据数值大小由大到小排序；
[0031]获取最大的三个特征值，其中特征值一≥特征值二≥特征值三，基于特征值一、特征值二和特征值三计算线性值、平面度值和散射型值。
[0032]在本专利技术的一些实施方式中，根据如下公式，基于特征值一、特征值二和特征值三计算线性值、平面度值和散射型值：
[0033][0034][0035][0036]在本专利技术的一些实施方式中，基于第二向量计算实际深度数据图的匹配区域图与每个待选区域图的匹配区域图的距离和，基于距离和匹配待选区域图的步骤为，
[0037]分别计算实际深度数据图的匹配区域图与每个待选区域图的匹配区域图的距离和；
[0038]将实际深度数据图对于每个匹配区域图的距离和相加，得到距离总和，距离总和最小的匹配区域图为最终匹配的待选区域图。
[0039]本专利技术的第二方面提供了一种水下地形匹配定位装置，该装置包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该装置实现上述方法的步骤。
[0040]本专利技术的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现上述方法的步骤。
[0041]本专利技术的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本专利技术的实践而获知。本专利技术的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出并获得。
[0042]本领域技术人员将会理解的是，能够用本专利技术实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本专利技术能够实现的上述和其他目的。
附图说明
[0043]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。
[0044]图1为本专利技术水下地形匹配定位方法本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水下地形匹配定位方法，其特征在于，所述方法的步骤包括，接收声呐设备传入的实际深度数据图，所述实际深度数据图中标记有具有经纬度参数和深度参数的测深点；基于预设的第一分辨率将所述实际深度数据图平均划分为多个栅格单元，得到栅格深度图，计算每个所述栅格单元的重心点的位置，基于与重心点相近的第一个数测深点的深度参数计算该重心点的深度参数；将预设的定位区域根据实际深度数据图的尺寸大小划分为多个候选区域图，每个候选区域图均被划分为第一分辨率大小的栅格单元，每个栅格单元的重心点标记有深度参数和经纬度参数；基于经纬度数据的增长方向构建实际深度数据图和候选区域图的二维坐标图，将所述二维坐标图输入到预设的第一模型中，将每个二维坐标图转化为第一向量；基于所述实际深度数据图对应的第一向量与候选区域图对应的第一向量的距离，对多个所述候选区域图进行筛选，将筛选出的候选区域图的范围在定位区域内进行扩展，得到待选区域图；基于预设的邻域大小，获取待选区域图和实际深度数据图中每个栅格单元的协方差矩阵，计算每个协方差矩阵的特征值，基于特征值计算每个栅格单元的线性值、平面度值和散射型值，将线性值、平面度值和散射型值赋予到对应的栅格单元；基于预设的提取窗口，分别在待选区域图和实际深度数据图提取出多个所述提取窗口大小的匹配区域图，所述匹配区域中设置有具有重心的正纵坐标值、深度参数、线性值、平面度值和散射型值的栅格单元；将所述匹配区域图输入到预设的第二模型中，得到每个所述匹配区域图对应的第二向量，基于第二向量计算实际深度数据图的匹配区域图与每个待选区域图的匹配区域图的距离和，基于距离和匹配待选区域图。2.根据权利要求1所述的水下地形匹配定位方法，其特征在于，所述方法的步骤还包括：获取实际深度数据图的重心位置的匹配区域图所对应的第二向量；分别计算该第二向量与匹配出的待选区域图中的匹配区域图的第二向量的距离；选取距离值最小的待选区域图中的匹配区域图的位置为实际深度数据图的位置。3.根据权利要求1或2所述的水下地形匹配定位方法，其特征在于，接收声呐设备传入的实际深度数据图的步骤之后还包括步骤：获取与每个测深点距离最近的多个测深点，计算该测深点与距离最近的多个测深点的深度参数的平均值；确定该测深点的深度参数与平均值的差的绝对值是否大于预设的第一阈值；若大于，则确定该测深点为异常点，将该测深点的深度参数修改为与该测深点距...
【专利技术属性】
技术研发人员：张阳，彭新，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。