(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111664024.3 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 自然资源部第一海 洋研究所 地址 266061 山东省青岛市崂山区仙霞岭 路6号 申请人 青岛海洋科学与技术国家实验室发 展中心 (72)发明人 闫仕娟　时欣宇　李传顺　赵越　 杨刚　叶俊　赵秋魁　石丰登　 杜德文　朱志伟　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 代理人 赵兴华 (51)Int.Cl. G06V 10/24(2022.01) G06K 9/62(2022.01)G06V 10/74(2022.01) (54)发明名称 利用海底地形剖面对视像数据定位校正方 法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种利用海底地形剖面对视像 数据定位校正方法及系统， 方法包括： 将目标测 线水深剖面在目标区域的栅格图层中进行等间 距偏移获得目标测线水深剖面对应的各偏移数 据序列； 基于目标测线水深剖面对应的各偏移数 据序列中的偏移数据批量绘制出偏移地形剖面； 根据原始数据序列和各偏移数据序列采用DT W动 态时间弯曲距离优化算法计算目标测线水深剖 面与各偏移地形剖面之间的剖面相似度； 选取剖 面相似度最大的偏移地形剖面图所在的地理位 置作为海底视像测线水深剖面的实际所处的地 理位置。 本发 明无需利用超短基线定位系统就能 够快速、 高准确率地在目标区域内匹配出与目标 测线水深剖面相似度最高的地形剖面， 达到对海 底视像数据定位校正的目的。 权利要求书3页 说明书12页 附图5页 CN 114299277 A 2022.04.08 CN 114299277 A 1.一种利用海底地形剖面对视像数据定位校正方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 步骤S1： 获取目标测线水深剖面对应的原 始数据序列a； 步骤S2： 将所述目标测线水深剖面在目标区域的栅格图层中进行等间距偏移， 使偏移 后生成的所有剖面遍历目标区域的栅格图层， 获得目标测线 水深剖面对应的各偏移数据序 列b； 步骤S3： 以距离为横坐标， 高程值为纵坐标， 基于目标测线水深剖面对应的各偏移数据 序列b中的偏移数据批量绘制出偏移地形剖面； 将偏移距离小于设定偏移距离的多个偏移 地形剖面称为海底地形剖面； 步骤S4： 根据所述原始数据序列a和目标测线水深剖面对应的各偏移数据序列b， 采用 DTW动态时间弯曲距离优化算法计算目标测线 水深剖面与各偏移 地形剖面之间的剖面相似 度； 步骤S5： 选取剖面相似度最大的偏移地形剖面图所在的地理位置作为海底视像测线水 深剖面的实际所处的地理位置 。 2.根据权利要求1所述的利用海底地形剖面对视像数据定位校正方法， 其特征在于， 步 骤S4具体包括： 步骤S41： 采用DTW动态时间弯曲距离优化算法， 根据所述原始数据序列a和目标测线水 深剖面对应的各偏移数据 序列b计算动态时间弯曲度； 步骤S42： 根据所述动态时间弯曲度计算两序列之间的原 始距离； 步骤S43： 根据两序列之间的原 始距离计算两序列之间的距离相似度； 步骤S44： 将最大距离相似度对应的原始距离作为最短距离， 最短距离对应的路径为最 优路径； 步骤S45： 基于计算最短距离时的最优路径节点个数和每段对角直线的长度计算惩罚 系数； 步骤S46： 根据惩罚系数、 两序列之间的原始距离计算目标测线水深剖面与各偏移地形 剖面之间的剖面相似度。 3.根据权利要求2所述的利用海底地形剖面对视像数据定位校正方法， 其特征在于， 所 述采用DTW动态时间弯曲距离优化算法， 根据所述原始数据序列a和目标测线 水深剖面对应 的各偏移数据 序列b计算动态时间弯曲度， 具体公式为： 其中， DTW(a,b)表示动态时间弯曲度， dist(a1,b1)表示剖面数据序列上首个不为0的数 据点， min函数用来计算除首个数据点之外， 其他所有 数据点间的最小距离和， m表 示偏移数 据序列b的长度， n表示原 始数据序列a的长度， mi n函数中， n和m均表示大于2的正整数。 4.根据权利要求3所述的利用海底地形剖面对视像数据定位校正方法， 其特征在于， 所 述基于计算最短距离时的最优 路径节点个数和每段对角直线的长度计算惩罚系数， 具体公权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114299277 A 2式为： 其中， comLeni表示计算最 短距离时第i段对角直线的长度， seqLen表示计算最 短距离时 的最优路径 节点个数， α 表示 惩罚系数。 5.根据权利要求2所述的利用海底地形剖面对视像数据定位校正方法， 其特征在于， 所 述根据惩罚系数、 两序列之 间的原始距离计算目标测线水深剖面与各偏移 地形剖面之 间的 剖面相似度， 具体公式为： up_distance＝distance ×α 其中， distance表示两序列之间的原始距离， α 表示惩罚系数， up_similarity表示目标 测线水深剖面与各偏移地形剖面之间的剖面相似度。 6.一种利用海底地形剖面对视像数据定位校正系统， 其特 征在于， 所述系统包括： 获取模块， 用于获取目标测线水深剖面对应的原 始数据序列a； 偏移模块， 用于将所述目标测线水深剖面在目标区域的栅格图层中进行等间距偏移， 使偏移后生成的所有剖面遍历目标区域的栅格图层， 获得目标测线水深剖面对应的各偏移 数据序列b； 绘图模块， 用于以距离为横坐标， 高程值为纵坐标， 基于目标测线水深剖面对应的各偏 移数据序列b中的偏移数据批量绘制出偏移地形剖面； 将偏移距离小于设定偏移距离的多 个偏移地形剖面称为海底地形剖面； 剖面相似度计算模块， 用于根据所述原始数据序列a和目标测线水深剖面对应的各偏 移数据序列b， 采用DTW动态时间弯曲距离优化算法计算目标测线 水深剖面与各偏移 地形剖 面之间的剖面相似度； 校正模块， 用于选取剖面相似度最大的偏移地形剖面图所在的地理位置作为海底视像 测线水深剖面的实际所处的地理位置 。 7.根据权利要求6所述的利用海底地形剖面对视像数据定位校正系统， 其特征在于， 所 述剖面相似度计算模块具体包括： 动态时间弯曲度计算单元， 用于采用DTW动态时间弯曲距离优化算法， 根据所述原始数 据序列a和目标测线水深剖面对应的各偏移数据 序列b计算动态时间弯曲度； 原始距离计算单 元， 用于根据所述动态时间弯曲度计算两序列之间的原 始距离； 距离相似度计算单元， 用于根据两序列之间的原始距离计算两序列之间的距离相似 度； 最优距离确定单元， 用于将最大距离相似度对应的原始距离作为最短距离， 最短距离 对应的路径为 最优路径； 惩罚系数计算单元， 用于基于计算最短距离时的最优路径节点个数和每段对角直线的 长度计算 惩罚系数；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114299277 A 3