一种波动水下偏振图像太阳子午线双权值最小二乘拟合方法技术

技术编号:46594584 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:27
本发明专利技术公开了一种波动水下偏振图像太阳子午线双权值最小二乘拟合方法,属于水下自主导航领域。所述方法利用偏振图像传感器获取各检偏方向的光强以计算偏振方位角图像;根据生成的水下偏振方位角图像,在信任域内通过偏振方位角阈值选择有效像素,利用最小二乘法初步拟合图像对称轴;根据像素点的图像方位角和偏振方位角过滤有效像素,并由各有效像素距拟合直线的正交距离和偏振方位角,计算离散权重和偏振角权重;合并两类权重,利用加权最小二乘法计算图像对称轴斜率,返回粗拟合步迭代运算,解算计算坐标系下的太阳子午线方位。本发明专利技术具有计算效率高,精度较高等特点,具备较好的工程应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水下自主导航领域,具体涉及一种波动水下偏振图像太阳子午线双权值最小二乘拟合方法


技术介绍

1、水下导航技术是测量和估计运动体在水下姿态、速度、位置的重要技术,对于水下无人系统的感知和任务赋能具有关键意义。在水下环境中,由于水体对卫星信号的天然屏蔽,卫星导航在水下的应用受限,常用的水下导航手段包括惯性导航、多普勒测速导航、水下声学导航以及地球物理场导航等。然而上述手段均存在不足,例如惯性导航的误差随时间累计、多普勒测速在载体高动态时误差显著、水下声学导航需要提前布置应答器、地球物理场需要先验数据信息等,迫切需要一种新的方式解决水下导航的困境。

2、太阳光在大气层散射及水面折射形成的水下偏振光场,包含有丰富的空间运动信息。研究发现,水下生物如虹鳟鱼、螳螂虾等可感知水下偏振光场获取自身航向信息。大气中全天域的偏振光能够形成具有对称特征的偏振方位角图谱,其对称线为太阳子午线在水平面的投影。而与大气中相似,经过折射的水下偏振方位角图谱在水平面上的投影对称特性不因水体的光学作用改变,可用于水下自主定向,这种利用偏振方位角图像对称线进行定向的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种波动水下偏振图像太阳子午线双权值最小二乘拟合方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种波动水下偏振图像太阳子午线双权值最小二乘拟合方法,其特征在于,所述步骤1包括:

3.根据权利要求2所述的一种波动水下偏振图像太阳子午线双权值最小二乘拟合方法,其特征在于,所述步骤2包括:

4.根据权利要求3所述的一种波动水下偏振图像太阳子午线双权值最小二乘拟合方法,其特征在于,所述图像信任域半径,其中,坐标为的像素点对应光线折射角约等于,其中为太阳天顶角,为水介质的折射率。

5.根据权利要求4所述的一种波动水下偏振图像太阳子午线...

【技术特征摘要】

1.一种波动水下偏振图像太阳子午线双权值最小二乘拟合方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种波动水下偏振图像太阳子午线双权值最小二乘拟合方法,其特征在于,所述步骤1包括:

3.根据权利要求2所述的一种波动水下偏振图像太阳子午线双权值最小二乘拟合方法,其特征在于,所述步骤2包括:

4.根据权利要求3所述的一种波动水下偏振图像太阳子午线双权值最小二乘拟合方法,其特征在于,所述图像信任域半径,其中,坐标为的像素点对应光线折射角约等于,其中为太阳天顶角,为水介质的折射率。

5.根据权利要求4所述的一种波动水下偏振图像太阳子午线双权值最小二乘拟合方法,其特征在于,所述步骤3包括,记选取的有效像素共个,、和分别表示第个有效像素的坐标、偏振方位角和图像方位角,为有效像素的索引;<...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡鹏伟赵可心柳文斌乔建忠郭雷
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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