国产精品1024永久观看,大尺度欧美暖暖视频在线观看,亚洲宅男精品一区在线观看,欧美日韩一区二区三区视频,2021中文字幕在线观看

  • <option id="fbvk0"></option>
    1. <rt id="fbvk0"><tr id="fbvk0"></tr></rt>
      <center id="fbvk0"><optgroup id="fbvk0"></optgroup></center>
      <center id="fbvk0"></center>

      <li id="fbvk0"><abbr id="fbvk0"><dl id="fbvk0"></dl></abbr></li>

      一種基于紋理特征和地形特征參數(shù)的水下地形匹配方法

      文檔序號:6631187閱讀:339來源:國知局
      一種基于紋理特征和地形特征參數(shù)的水下地形匹配方法
      【專利摘要】本發(fā)明涉及的是一種數(shù)字圖像處理領(lǐng)域。具體地說是一種基于紋理特征和地形特征參數(shù)的水下地形匹配方法。本發(fā)明包括:實測水下地形數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行降采樣;獲得相同分辨率的實測數(shù)據(jù)矩陣和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)矩陣;獲得角二階距、對比度、相關(guān)和逆差矩;獲得地形高程均值、地形高程標(biāo)準(zhǔn)差、地形粗糙度、地形相關(guān)系數(shù)、地形熵和地形差異熵;為每一個特征參數(shù)賦予權(quán)值;保留每一個搜索位置的相似性數(shù)值;選取其中相似性最大即相似性數(shù)值最小的位置,作為輸出的匹配位置。本發(fā)明對實時測量的水下地形數(shù)據(jù)和特定區(qū)域的水下地形基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行降采樣,以降低計算成本,提高水下測量的數(shù)據(jù),進(jìn)一步達(dá)到基于水下地形紋理特征和地形特征參數(shù)的水下地形匹配效果。
      【專利說明】一種基于紋理特征和地形特征參數(shù)的水下地形匹配方法

      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明涉及的是一種數(shù)字圖像處理領(lǐng)域。具體地說是一種基于紋理特征和地形特 征參數(shù)的水下地形匹配方法。

      【背景技術(shù)】
      [0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,水下潛器正在朝著能夠執(zhí)行大深度、長距離任務(wù)的方 向發(fā)展,這對水下導(dǎo)航技術(shù)提出了更高的要求。作為應(yīng)用最廣泛的兩種導(dǎo)航手段,慣導(dǎo)系統(tǒng) 和船位推方法都具有自身難以克服的缺點,即定位誤差隨時間發(fā)散的特點。因此,它們并不 適合獨自完成長距離、長時間的導(dǎo)航任務(wù)。
      [0003] 地形輔助導(dǎo)航系統(tǒng)的最大優(yōu)點是誤差不隨時間和距離的增加而累積。除此之外, 地形輔助導(dǎo)航還具有高精度、長效、隱蔽及完全自主的優(yōu)點,因此,該技術(shù)是水下潛器導(dǎo)航 系統(tǒng)的良好輔助,并于近年來引起了各國的重視。然而,我國對于地形導(dǎo)航技術(shù)的研宄剛剛 起步,且主要集中于航空領(lǐng)域,對于其在水下的應(yīng)用研宄則少之又少。
      [0004] 目前,國外的潛艇是否裝有水下地形匹配系統(tǒng)還不得而知,但在AUV上已進(jìn)行 了實物試驗。2002年5月到6月NATO組織六家單位進(jìn)行的BPOZAUV海試,平臺是挪 威KONGSBERG研制的HUG創(chuàng)潛器,有兩周專門檢驗導(dǎo)航系統(tǒng),其中就包含由FFI(Norway DefenceResearchEstablishment)研制的地形導(dǎo)航裝置,在這之后又進(jìn)行了多次試驗。澳 大利亞的OBERON潛器也裝有地形輔助導(dǎo)航系統(tǒng)。美國《美日防務(wù)》2006年1月6日報道, 洛克希德·馬丁公司與美國軍方簽訂了 1060萬美元的修訂合同,把傳感器陣列集成到海軍 的"先期發(fā)展無人潛器"中,使其具有三維障礙探測與識別、VHF通信和三維海底探測能力。 這樣這類無人潛器就具備了地形導(dǎo)航的硬件條件。
      [0005] 關(guān)于水下地形匹配方法,目前大多采用的是來自于航空領(lǐng)域的TERCOM方法和 SITAN方法。如文獻(xiàn)[1]和文獻(xiàn)[2]所述,所有方法的基本原理都是沿著航行路線測量地形 高程,把它和相關(guān)的數(shù)字地圖作為匹配方法的輸入,求出位置或慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差的最優(yōu)估計 值。然而,由于水下測量的數(shù)據(jù)精度低于航空測量,并且水下地形特征不同于陸地地形,因 此,單純的借鑒其他領(lǐng)域的匹配方法并不能達(dá)到很好的定位效果,研宄適用于水下環(huán)境的 水下地形匹配方法具有重要意義。
      [0006] 國內(nèi)關(guān)于水下地形匹配方法的研宄還不是很成熟,水下地形匹配方法的相關(guān)文獻(xiàn) 還不是很多,從現(xiàn)有的文獻(xiàn)看,其對水下地形匹配方法的研宄重點主要是基于地形高程相 關(guān)的匹配方法。
      [0007] 與本發(fā)明相關(guān)的參考文獻(xiàn)包括:
      [0008] 田敏峰.基于先驗地形數(shù)據(jù)處理的水下潛器地形輔助導(dǎo)航方法研宄[J].哈爾濱 工程大學(xué)博士學(xué)位論文,2007.
      [0009] 劉承香.水下潛器的地形匹配輔助定位技術(shù)研宄.哈爾濱工程大學(xué)博士學(xué)位論 文,2003.


      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0010] 本發(fā)明的目的是提供一種基于水下地形紋理特征和地形特征參數(shù)的水下地形匹 配方法。
      [0011] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
      [0012] (1)實測水下地形數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行降采樣;
      [0013] (2)對降采樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值,獲得相同分辨率的實測數(shù)據(jù)矩陣和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)矩 陣;
      [0014] (3)根據(jù)灰度共生矩陣,計算實測數(shù)據(jù)矩陣的紋理特征,獲得角二階距、對比度、相 關(guān)和逆差矩等4個紋理特征參數(shù);
      [0015] (4)計算實測數(shù)據(jù)矩陣的地形特征參數(shù),獲得地形高程均值、地形高程標(biāo)準(zhǔn)差、地 形粗糙度、地形相關(guān)系數(shù)、地形熵和地形差異熵6個地形特征參數(shù);
      [0016] (5)將步驟(3)和步驟(4)的10個特征參數(shù)組成特征向量,表征對應(yīng)地形區(qū)域的 特征;根據(jù)地形特征參數(shù)的先驗知識,為每一個特征參數(shù)賦予權(quán)值;
      [0017] (6)按步長搜索基準(zhǔn)數(shù)據(jù)矩陣,對于每一個搜索位置,計算特征向量,與實測數(shù)據(jù) 矩陣的特征向量比較,計算相似度,相似性測度采用最小均方差準(zhǔn)則,保留每一個搜索位置 的相似性數(shù)值;
      [0018] (7)選取其中相似性最大即相似性數(shù)值最小的位置,作為輸出的匹配位置。
      [0019] 灰度共生矩陣
      [0020] p(m,n,d,Θ) = {(i,j), (i+Δi,j+Δj) |f(i,j) =m,f(i+Δi,j+Δj) =η},
      [0021] 灰度級為L大小為MXN的地形高程圖像I一坐標(biāo)點(i,j)點灰度值為m= f(i,j),偏離的另一坐標(biāo)點(i+Δi,j+Δj)的灰度值n=f(i+Δi,j+Δj),點對的灰度值為 (m,η),灰度共生矩陣P為LXL的方陣,i,j分別為點的橫縱坐標(biāo),i= 0, 1,2,…,M-l,j= 0, 1,2,…,N-I;m,η= 0, 1,…,L-I;Λi,Λj是像素點位置的偏移量;d是灰度共生矩陣的 生成步長;Θ是灰度共生矩陣的生成方向;
      [0022] 所沭的角二階矩:
      [0023] rnrt

      【權(quán)利要求】
      1. 一種基于紋理特征和地形特征參數(shù)的水下地形匹配方法,其特征在于: (1) 實測水下地形數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行降采樣; (2) 對降采樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值,獲得相同分辨率的實測數(shù)據(jù)矩陣和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)矩陣; (3) 根據(jù)灰度共生矩陣,計算實測數(shù)據(jù)矩陣的紋理特征,獲得角二階距、對比度、相關(guān)和 逆差矩4個紋理特征參數(shù); (4) 計算實測數(shù)據(jù)矩陣的地形特征參數(shù),獲得地形高程均值、地形高程標(biāo)準(zhǔn)差、地形粗 糙度、地形相關(guān)系數(shù)、地形熵和地形差異熵6個地形特征參數(shù); (5) 將步驟(3)和步驟(4)的10個特征參數(shù)組成特征向量,表征對應(yīng)地形區(qū)域的特征; 根據(jù)地形特征參數(shù)的先驗知識,為每一個特征參數(shù)賦予權(quán)值; (6) 按步長搜索基準(zhǔn)數(shù)據(jù)矩陣,對于每一個搜索位置,計算特征向量,與實測數(shù)據(jù)矩陣 的特征向量比較,計算相似度,相似性測度采用最小均方差準(zhǔn)則,保留每一個搜索位置的相 似性數(shù)值; (7) 選取其中相似性最大即相似性數(shù)值最小的位置,作為輸出的匹配位置。
      2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紋理特征和地形特征參數(shù)的水下地形匹配方法,其 特征在于:所述灰度共生矩陣 p(m,n,d, 0 ) = {(i,j), (i+Ai,j+Aj) |f(i,j) =m,f(i+Ai,j+Aj) =n}, 灰度級為L大小為MXN的地形高程圖像I一坐標(biāo)點(i,j)點灰度值為m=f(i,j),偏 離的另一坐標(biāo)點(i+Ai,j+Aj)的灰度值n=f(i+Ai,j+Aj),點對的灰度值為(m,n),灰 度共生矩陣P為LXL的方陣,i,j分別為點的橫縱坐標(biāo),i= 0, 1,2,…,M-l,j= 0, 1,2,… ,N-1 ;m,n= 0,l,…,L-l;Ai,Aj是像素點位置的偏移量;d是灰度共生矩陣的生成步長; 9是灰度共生矩陣的生成方向; 所述的角二階矩:

      利用地形差異值可計算地形差異概率Pu( ?):
      4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紋理特征和地形特征參數(shù)的水下地形匹配方法,其 特征在于: 所述的特征向量:
      其中,W為權(quán)重矩陣,wE、w!、wc、wL、%、w。、wr、巧分別為E,I,C,L,藝, 〇,r,R,Hf,He的對應(yīng)權(quán)值。
      5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紋理特征和地形特征參數(shù)的水下地形匹配方法,其 特征在于:所述的相似度
      其中,卩是實測區(qū)域的特征矢量,^是每次搜索中進(jìn)行匹配的基準(zhǔn)區(qū)域子區(qū)域的特征 矢量。
      【文檔編號】G06T7/00GK104484891SQ201410566640
      【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
      【發(fā)明者】卞紅雨, 宋子奇, 張志剛, 梁世欣 申請人:哈爾濱工程大學(xué)
      網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
      • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
      1