[发明专利]一种自主水下航行器长航时航迹的修正方法及装置

说明书

本发明提供了一种自主水下航行器(AUV)长航时航迹的修正方法及装置，该方法包括：获取AUV导航系统存储数据；利用所述存储数据构建包括定位误差域的AUV记录航迹，获得包含AUV真实航迹的第一航迹集合；构建包括定位误差域的AUV推算航迹，获得包含AUV真实航迹的第二航迹集合；以及利用搜索算法，对由第一航迹集合和第二航迹集合构成的区域进行搜索，获得AUV真实航迹。本发明通过分析航迹数据特性，充分利用多种辅助信息，在AUV自身导航系统的精度限制下，能够得到更高精度地修正航迹，提高记录航迹数据的经济价值和实用性。

技术领域

本发明属于无人系统导航技术领域，具体而言，涉及一种自主水下航行器长航时航迹的修正方法。

背景技术

长航时自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle，AUV)导航系统表现最突出的特征为：随着水下航行时间延长，如果其导航系统不进行校正，定位误差特性将会迅速变差。因此，长航时AUV记录航迹数据不可避免地存在误差，这给基于记录航迹数据的相关应用带来偏差，严重时可能导致数据完全失效。

因此，对长航时AUV记录航迹数据进行离线推演，研究航迹特征提取、数据可用性提升等方法，实际需求迫切。然而，目前AUV航迹修正相关的研究文献公开发表较少。

发明内容

本发明旨在提供一种自主水下航行器长航时航迹的修正方法，以通过分析航迹数据特性，充分利用多种辅助信息，得到更高精度的自主水下航行器长航时修正航迹。

根据本发明的一个方面，一种AUV航迹修正方法，该方法包括：

获取AUV导航系统存储数据；

利用所述存储数据构建包括定位误差域的AUV记录航迹，获得包含AUV真实航迹的第一航迹集合；

构建包括定位误差域的AUV推算航迹，获得包含AUV真实航迹的第二航迹集合；以及

利用搜索算法，对由第一航迹集合和第二航迹集合构成的区域进行搜索，获得AUV真实航迹。

在该方面中，还包括对所述存储数据进行预处理，形成可供离线修正处理的航迹数据，利用该航迹数据构建包括定位误差域的AUV记录航迹。

进一步地，所述预处理包括剔除野值点，以及利用时间戳或空间信息将控制点与记录航迹数据进行匹配。

再进一步地，所述控制点包括与时间无关的空间控制点和与时间有关的控制点。

在该方面中，所述误差域为以记录航迹或推算航迹为对称轴的经度、纬度定位误差的均方误差的若干倍。

在该方面中，利用搜索算法，对由第一航迹集合和第二航迹集合的并集或交集构成的区域进行搜索，获得AUV真实航迹。

在该方面中，所述搜索算法为深度优先搜索算法、广度优先搜索算法、A*算法、蚁群算法、蒙特卡洛树搜索算法中的一种或几种。

在该方面中，搜索算法的信息素更新在确定可行网格点的过程中进行，每选中一个可行网格点，就调用信息素局部更新规则对可行网格点进行信息素更新。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种AUV航迹修正装置，该装置包括：

数据获取模块，用于获取AUV导航系统存储数据；

第一航迹构建模块，用于利用所述存储数据构建包括定位误差域的AUV记录航迹，获得包含AUV真实航迹的第一航迹集合；

第二航迹构建模块，用于构建包括定位误差域的AUV推算航迹，获得包含AUV真实航迹的第二航迹集合；以及

搜索模块，用于利用搜索算法对由第一航迹集合和第二航迹集合构成的区域进行搜索，获得AUV真实航迹。