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基于水下地貌的匹配导航算法研究
| 论文题名： | 基于水下地貌的匹配导航算法研究 |
| 关键词： | 水下地貌;特征匹配;惯性导航;误差修正;欧氏距离 |
| 摘要： | 目前，水下潜器采用的导航系统大多是以惯性导航为核心的，然而随着时间的积累，惯性导航的定位误差会越来越大，所以长时间的航行中，惯导所提供的导航定位信息也会不精确，如果及时地加以修正，就可以避免导航定位信息的误差过大。利用水下辅助导航技术可以有效地修正惯导的导航误差，且价格低廉，同时可以满足水下潜器安全性、自主性、隐蔽性等要求。 目前，大多数水下辅助导航研究都集中在利用地形高度信息，而利用地貌信息的则相对较少，由于地貌图像的精度通常比较高，在水下辅助导航研究中利用水下地貌无疑会大大提高导航精度，所以本文将利用侧扫声呐获取的地貌图像，来研究一套地貌辅助导航方法。此技术将极大提高水下潜器导航系统在长距离、长时间任务中的定位精度。主要研究内容包括侧扫声呐图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确定航向角。 特征提取部分完成了不变矩和Harris角点特征的提取。在圆形模板下，不变矩具备良好的旋转不变性；Harris角点特征提取算子不仅具备良好的旋转不变性，还能抵抗一定的噪声。 搜索匹配位置采用不变矩特征向量的欧氏距离作为相似性度量，搜索方式分别采用遍历的搜索方法，标准粒子群优化和改进的粒子群优化算法。通过改进的粒子群优化算法来减少计算量，从而提高匹配效率和匹配正确率。 确定航向角时分别利用Harris角点法和最大互相关法，并将最大互相关法与改进的粒子群优化算法结合，以此来减少计算量，缩短匹配时间。 最后，各部分流程的算法综合到一起，构成一套完整的地貌图像匹配导航算法，并输出匹配导航结果。 |
| 作者： | 孙明琦 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 卞红雨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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