[发明专利]一种重力匹配导航中基于空间顺序的误匹配检测方法

权利要求书

1.一种基于空间顺序的误匹配检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、定义点集P为惯导提供路径段中轨迹点集合，点集Q为匹配后路径段中对应的轨迹点集合；分别建立点集P中各个轨迹点的KNN图和点集Q中各个对应点的对应图；然后根据KNN图建立点集P的距离顺序矩阵D_P和角空间顺序矩阵S_P，根据点集Q中各个对应点的对应图建立点集Q的距离顺序矩阵D_Q和角空间顺序矩阵S_Q，由此再获得点集P中各个轨迹点的角空间顺序序列O(p_i)和点集Q中各个对应点的角空间顺序序列O′(q_i)；再将点集Q作为惯导提供路径段，点集P作为对应的匹配后路径段，获得点集Q中各点对应的角空间顺序O(q_i)，再得到点集P各对应点的角空间顺序O′(p_i)；

步骤2、通过编辑距离计算角空间顺序O(p_i)和角空间顺序O′(q_i)的空间顺序差异并存储在Dif1(i)中，计算角空间顺序O(q_i)和角空间顺序O′(p_i)的空间顺序差异存储在Dif2(i)中；

步骤3、针对点集P和Q中每一组对应点的空间顺序差异Dif1(i)和Dif2(i)，在Dif1(i)和Dif2(i)均小于设定值的所有点对中，将拥有最大空间顺序差异Dif1(i)或者空间顺序差异Dif2(i)的点对挑出，作为候补异常点；如果没有这样的点对，空间顺序差Dif1(i)或者Dif2(i)小于空间顺序差异Dif1(i)和Dif2(i)中最大值的点被视为候补异常点；如果所有剩余的点对的空间顺序差都为0，则所有点被视为候补异常点，然后执行下一步；

步骤4、设置C为匹配向量，表示点集P和点集Q中各对轨迹点是否为匹配点，1表示匹配点，0表示误匹配点；C的向量长度等于点集P的长度，其初始值设置为[1,1,...1]；定义C_Outlier为候补异常点向量，存储步骤3确定的候补异常点；根据C_Outlier中候补异常点，将C中的相应变量C(i)的值置零；然后根据以下步骤确定候补异常点是否为最终确认的误匹配点：

1)、计算点集P和点集Q的变换误差E_pre：

Epre=Σj=1Nr||T(pj)-qj||Nr---(2)]]>

其中，Nr是点集中非候补异常点的个数，仿射变换参数T是初始点集P和Q在删除候补异常点前的变换关系；

2)、每次删除一对候补异常点，得到两个新的点集P′和Q′；两个新点集P′和Q′的仿射变换参数为T′,删除C_Outlier中第k个候补异常点对后的点集P′和Q′的变换误差为

EpostC_Outlier(k)=Σj=1,j≠C_Outlier(k)Nr||T′(pj)-qj||Nr-1---(3)]]>

其中，k∈C_Outlier；

遍历候补异常点序列C_Outlier中所有的候补异常点对后，得到各个候补异常点对应的变换误差；

3)候补异常点序列C_Outlier中第k个候补异常点的变换误差差异通过下式计算：

EchangeC_Outlier(k)=EpostC_Outlier(k)-Epre---(4)]]>

4)、定义两个代价函数E_maxchange和E_cost:

Emaxchange=maxi(|EchangeC_Outlier(i)|)---(5)]]>

表示从所有候补异常点对应的变换误差找到最大值；

Ecost=maxi(EpostC_Outlier(i))---(6)]]>

表示从所有候补异常点对应的变换误差差异中找到最大值；

5)、将通过式(5)找到的拥有最大变换误差差异的候补异常点确定为异常点；点集P和点集Q中确定这些异常点后，按照步骤1至4的方法更新距离顺序矩阵D_P和D_Q，空间顺序矩阵S_P和S_Q，匹配向量C以及候补异常点序列C_Outlier，由此计算当前的两个代价函数E_maxchange和E_cost，然后再判断是否满足E_maxchange≤a且E_cost≤b：如果满足，则删除异常点的两个点集即为真实的匹配点集；如果不满足，继续按照步骤1至4的方法执行迭代，直到满足停止条件并输出匹配向量C；其中，a设为一个网格点的边长大小；b设为半个网格点的边长大小。