智能水下機器人測深信息同步定位與建圖技術(shù)

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 智能水下機器人地形匹配導(dǎo)航技術(shù)概述 1
1.1.1 智能水下機器人水下導(dǎo)航技術(shù)概述 1
1.1.2 智能水下機器人海底地形匹配導(dǎo)航技術(shù)概述 4
1.2 同步定位與建圖技術(shù)概述 5
1.3 水下同步定位與建圖技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 8
1.3.1 水下測深信息同步定位與建圖算法框架研究現(xiàn)狀 11
1.3.2 水下測深信息同步定位與建圖魯棒性研究現(xiàn)狀 14
參考文獻 15
前端技術(shù)篇
第2章 位姿圖構(gòu)建技術(shù) 21
2.1 多波束測深數(shù)據(jù)濾波 21
2.1.1 多波束測深系統(tǒng)介紹 21
2.1.2 多波束測深原理 25
2.1.3 多波束測深數(shù)據(jù)濾波方法 30
2.2 弱數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)構(gòu)建 35
2.2.1 高斯過程回歸 35
2.2.2 高斯過程回歸實現(xiàn)地形高程外推估計 37
2.2.3 稀疏偽輸入的高斯過程回歸 38
2.2.4 對比仿真試驗 39
2.2.5 求解弱數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián) 41
2.3 子地形圖建模 42
2.3.1 多波束測深數(shù)據(jù)建模 42
2.3.2 實時測深數(shù)據(jù)選擇模式 45
2.3.3 子地形圖劃分 46
2.3.4 子地形圖網(wǎng)格化處理 48
參考文獻 50
第3章 位姿圖構(gòu)建中的閉環(huán)檢測技術(shù) 52
3.1 基于*大似然估計的水下地形匹配閉環(huán)檢測方法 52
3.1.1 *大似然估計原理 52
3.1.2 *大似然估計地形匹配算法 53
3.2 *大似然估計定位特性分析 54
3.2.1 似然函數(shù)曲線及收斂性 54
3.2.2 偽波峰現(xiàn)象及去偽方法 56
3.3 水下地形匹配閉環(huán)檢測算法的實施 60
3.3.1 搜索規(guī)則 60
3.3.2 基于*大似然估計的地形匹配算法流程 62
3.3.3 仿真試驗 62
參考文獻 76
第4章 魯棒閉環(huán)檢測技術(shù) 78
4.1 地形匹配定位的置信區(qū)間估計 78
4.1.1 潮差與測量誤差的估計 78
4.1.2 地形匹配定位點置信區(qū)間 84
4.1.3 測量誤差對置信區(qū)間估計的影響 89
4.2 地圖適配區(qū)域判別方法 94
4.2.1 適配性分析與量化 95
4.2.2 地圖適配區(qū)域*優(yōu)劃分 100
4.3 不同適配性地形分塊的定位精度比較 105
4.3.1 適配性量化參數(shù)的比較 106
4.3.2 不同測量誤差條件下的定位精度比較 108
4.3.3 不同適配性路徑的定位精度比較 110
4.4 地形局部畸變及其識別方法 114
4.4.1 地形局部畸變及其影響 114
4.4.2 有效地形測量點的脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)篩選算法 118
4.5 考慮殘差分布的無效閉環(huán)檢測判別算法 127
4.5.1 殘差的頻域判別法 127
4.5.2 殘差的空間分布判別法 127
參考文獻 134
后端技術(shù)篇
第5章 位姿圖優(yōu)化技術(shù) 139
5.1 圖優(yōu)化技術(shù)原理 139
5.2 全局路徑修正 142
5.2.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程與觀測方程 142
5.2.2 全局路徑修正算法 144
5.3 局部路徑修正 145
5.3.1 地形相關(guān)性算法 145
5.3.2 改進的地形相關(guān)性算法 149
5.3.3 仿真試驗 150
參考文獻 154
第6章 魯棒位姿圖優(yōu)化技術(shù) 156
6.1 魯棒后端圖優(yōu)化算法概述 156
6.1.1 可切換約束法 156
6.1.2 動態(tài)協(xié)方差尺度法 157
6.1.3 RRR算法 158
6.2 投票算法 158
6.3 多窗口一致性算法 161
6.3.1 多窗口一致性算法計算地形圖一致性 162
6.3.2 誤判閉環(huán)召回算法 164
6.3.3 多窗口一致性算法實施流程 164
參考文獻 166
應(yīng)用篇
第7章 魯棒測深信息同步定位與建圖的軟/硬件系統(tǒng)搭建 169
7.1 魯棒測深信息同步定位與建圖算法框架設(shè)計 169
7.2 魯棒測深信息同步定位與建圖數(shù)值仿真系統(tǒng) 170
7.2.1 數(shù)值仿真系統(tǒng)搭建 170
7.2.2 數(shù)值仿真系統(tǒng)的算法驗證試驗 172
7.3 魯棒測深信息同步定位與建圖硬件系統(tǒng) 184
7.3.1 硬件系統(tǒng)搭建 184
7.3.2 硬件系統(tǒng)的算法驗證試驗 185
參考文獻 195
索引 196