Closed-loop randomized kinodynamic path planning for an autonomous underwater vehicle     

《Applied Ocean Research》2019

A randomized kinodynamic path planning algorithm based on the incremental sampling-based method is proposed here as the state-of-the-art in this field applicable in an autonomous underwater vehicle. Designing a feasible path for this vehicle from an initial position and velocity to a target position and velocity in three-dimensional spaces by considering the kinematic constraints such as obstacles avoidance and dynamic constraints such as hard bounds and non-holonomic characteristic of AUV are the main motivation of this research. For this purpose, a closed-loop rapidly-exploring random tree (CL-RRT) algorithm is presented. This CL-RRT consists of three tightly coupled components: a RRT algorithm, three fuzzy proportional-derivative controllers for heading and diving control and a six degree-of-freedom nonlinear AUV model. The branches of CL-RRT are expanded in the configuration space by considering the kinodynamic constraints of AUV. The feasibility of each branch and random offspring vertex in the CL-RRT is checked against the mentioned constraints of AUV. Next, if the planned branch is feasible by the AUV, then the control signals and related vertex are recorded through the path planner to design the final path. This proposed algorithm is implemented on a single board computer (SBC) through the xPC Target and then four test-cases are designed in 3D space. The results of the processor-in-the-loop tests are compared by the conventional RRT and indicate that the proposed CL-RRT not only in a rapid manner plans an initial path, but also the planned path is feasible by the AUV.  相似文献   

基于F型mtDNA D-Loop的厚壳贻贝(Mytilus coruscus)群体遗传多样性研究     

刘硕博  唐祖蓉  申望  叶莹莹  陈晓磊  祁鹏志  郭宝英 《海洋与湖沼》2019,50(2):355-364

为研究东海区厚壳贻贝(Mytilus coruscus)遗传多样性,以厚壳贻贝F mtDNA D-loop为标记,对浙江省舟山嵊山岛、宁波渔山岛、温州南麂岛、福建省宁德湾和莆田南日岛五个海区的厚壳贻贝群体进行了遗传分析。结果表明,厚壳贻贝各群体的遗传多样性差异不明显,在5个群体中,宁德群体的遗传多样性相对最丰富;将5个群体作为一个整体时,呈现出较高的单倍型多样性和较低的核苷酸多样性。对厚壳贻贝5个群体间的遗传分化系数(Fst)和基因流(Nm)进行检测,结果显示群体间Fst值都很低,但Nm值都很高(Nm绝对值1),表明5个群体间存在丰富的基因交流。但宁德群体与浙江沿海的3个群体(嵊山、渔山、温州)的Fst值相对较高,且差异显著(P0.5),表明宁德群体与这3个群体间出现遗传分化。本研究旨在为海洋经济贝类资源的保护管理提供理论依据。  相似文献   

Jason-2高度计电离层GIM误差分析及修正研究     

黄霞凤  苗洪利  苗翔鹰  薛文文 《海洋学报》2019,41(7):143-148

基于Jason-2高度计2015年地球物理数据集(GDR)38个周期太平洋海域的全球电离层图(GIM)电离层校正值和双频校正值的数据,分不同季度和不同纬度区域比较二者的差异,结果表明:GIM值与双频校正值之间存在明显的差异,GIM校正值普遍高于双频校正值,说明GIM高估了电离层路径延迟,GIM校正值与双频校正值的差异与季节和纬度区间有关。用梯度下降法得到GIM值的修正方程,将修正方程应用于2016年Jason-2的全年数据,修正后的GIM值与双频校正值十分接近,在各年份中均具有良好的适用性。在单频高度计不能使用电离层双频校正算法的情况下,可以利用不同季度和不同纬度区域的修正方程对同等高度的高度计GIM值进行修正以达到双频校正值的精度水平。  相似文献   

浅水多波束测深仪高分辨率波束形成方法研究     

刘冲  罗宇 《海洋测绘》2019,39(2):50-53

常规波束形成技术以其稳健性好、计算量低等特点得到广泛应用,但其空间分辨率受阵元个数限制,不能突破瑞利限。因此,常规波束形成技术应用于高精度浅水多波束测深仪时,存在空间分辨率不足和旁瓣干扰等问题。对比研究了最小方差无失真(MVDR)及多重信号分类(MUSIC)波束形成在浅水多波束测深仪中的应用,给出了浅水多波束测深仪的常规波束形成、MVDR和MUSIC处理方法,并结合能量法和相位法两种底检测测深算法,处理了iBeam8120浅水多波束测深仪外场数据,验证了本文方法的性能。  相似文献   

深圳杨梅坑海域造礁石珊瑚共生藻分类和遗传多样性研究          下载免费PDF全文

陈文静  佟飞  陈丕茂  朱爱意  张露  李丹丹  龙鑫玲 《应用海洋学学报》2019,38(2):284-291

通过核糖体ITS(Internal Transcribed Spacer)的核苷酸序列研究了深圳杨梅坑海域20种47个造礁石珊瑚样本的共生藻。通过ITS序列分析,与GenBank上的4种不同的共生藻构建Neighbor-Joining聚类树,进行石珊瑚共生藻分类和遗传多样性分析。结果表明,该海域的造礁石珊瑚共生藻属于2种不同的种类(亚系群),19个样品属于C1亚系群共生藻,1个样品属于C15亚系群共生藻,C1和C15两个亚系群共生藻之间的遗传距离为0. 01。将深圳杨梅坑海域得到的ITS序列与NCBI数据库上的福建东山海域、广东徐闻地区的C1系共生藻进行比对,只有深圳杨梅坑海域藻类样本平均(A+T)碱基含量为49. 4%,(A+T)含量小于(G+C)含量。构建Neighbor-Joining聚类树表明,深圳杨梅坑海域石珊瑚共生藻与福建东山海域的亲缘关系较近,而与广东徐闻地区的亲缘关系较远,地理隔离是主要的因素。  相似文献   

结合MST划分和RHMRF-FCM算法的高分辨率遥感图像分割     

林文杰  李玉  赵泉华 《测绘学报》2019,48(1):64-74

针对基于像素的HMRF-FCM算法抗噪性差以及对地物复杂边界分割精度低的问题,提出一种结合形状信息的静态MST区域划分和RHMRF-FCM算法的高分辨率遥感图像分割方法。该方法定义一种静态MST同质区域划分准则,借助MST能较好表达边界和形状信息、能较好抑制几何噪声的特点,解决地物复杂边界的表达和降低分割结果中几何噪声问题。首先,利用MST静态划分将图像域划分成若干个均质区域,假设每个均质区域内光谱测度服从独立同一的多元高斯分布。然后,在此基础上构建了区域隐马尔可夫随机场模型,以及建立基于信息熵和KL信息正则化项的模糊聚类目标函数。最后,采用偏微分方法对分割模型参数进行求解,从而得到全局最优分割结果。为验证本文方法,对WorldView-3高分遥感图像进行分割试验。定性、定量分析了尺度参数、光谱相似性参数和区域紧致度参数对最优分割结果的影响,并对比分析本文算法和eCognition软件中的多分辨率分割算法、分水岭算法。  相似文献   

不规则三角网数字水深模型缓冲面快速构建的滚动球加速优化算法     

董箭  张志衡  彭认灿  李改肖  王沫 《测绘学报》2019,48(5):654-667

针对TIN_DDM缓冲面构建与应用中存在的数据类型特殊、算法效率与模型精度不匹配的问题,本文将滚动球模型应用扩展至TIN_DDM缓冲面的构建过程。在分析滚动球模型构建精度局限的基础上,建立了滚动球半径关联的滚动球模型整体精度控制方法;结合大数据量TIN_DDM缓冲面多次构建的应用效率需求,阐明了关键采样点与滚动球半径对TIN_DDM缓冲面构建效率的影响规律;设计了TIN_DDM缓冲面构建关键采样点的判定准则,建立了关键采样点与滚动球半径的数值关联关系;提出了一种基于滚动球加速优化模型的TIN_DDM缓冲面快速构建算法,算法时间复杂度为O(n)。试验结果表明:本文算法可实现任意缓冲半径条件下TIN_DDM缓冲面的多次快速构建,且算法精度控制在2σ内。  相似文献   

模糊聚类定权法对SLR定轨精度的影响   总被引：1，自引：1，他引：0  

邵璠  王小亚  何冰  张晶 《测绘学报》2019,48(10):1236-1243

针对卫星激光测距(satellite laser ranging,SLR)精密定轨过程中存在的测站观测数据合理定权问题,将一种改进的模糊聚类算法引入到SLR观测数据定权中。基于国际激光测距服务(International Laser Ranging Service,ILRS)提供的全球SLR测站性能报告,对测站进行近实时滑动分类定权,改变SLR数据处理中权重的经验或者随意性选取模式。经过LAGEOS1卫星2014年1月至2016年12月3年全球SLR实测数据处理的测试。结果表明,当考虑LAGEOS标准点总数、LAGEOS标准点RMS值以及LAGEOS标准点合格率这3项测站质量控制因素确定的测站权值能最大限度地提高卫星定轨精度和观测数据的使用效率,对参与计算的365个3d弧段数据,91.46%弧段精度得到提高,平均提高约3.7mm,且每个测站的定轨残差RMS也得到了降低。这对于正在迈向毫米级测量精度的SLR技术至关重要。  相似文献   

基于卫星测高数据的萨德湿地水位变化研究     

井发明  陈海珍  包颖  李璐 《测绘工程》2019,28(5):14-19

以萨德湿地为例,使用ENVISAT和Jason2卫星测高数据利用改进的阈值法进行回波重定,反演萨德湿地水位。结果显示:萨德湿地的恒定水域水位变化规律。通过对比萨德湿地和维多利亚湖的水位变化可以发现,维多利亚湖对萨德湿地南部水域水位有巨大的影响,且影响与人类活动(尤其是欧文瀑布大坝的水能发电)有很大的关系,而位于大坝下游的阿尔伯特湖水位变化和萨德湿地南部水域水位变化有很强的相关性。  相似文献   

PDR算法对地磁室内定位精度的提升研究     

黄鹤  张新宇  仇凯悦 《测绘通报》2019,(12):18-21

利用建筑物中金属结构引起的地磁场扰动可以对室内的行人目标进行定位,而且基于地磁场的定位无需布设任何额外设施,因此可以以低成本实现定位。但仅靠单一的地磁技术无法满足室内定位的精度要求。为了解决磁场数据中单点定位的模糊性问题,本文提出了一种利用粒子滤波算法将PDR与地磁相融合的室内定位方法,并开发了地磁室内导航系统,以智能手机为硬件平台构建磁力计传感器模型,建立匹配轨迹的均方误差准则并实现PDR累积误差实时校正的迭代计算。在68 m×1.8 m的试验区域内,产生的平均定位误差为1.13 m,最大定位误差为2.17 m。本文算法的定位精度比单独PDR算法提升了42%;与单一地磁指纹匹配算法相比,定位精度提高了57%。试验证明,本文提出的融合算法对提高室内定位精度具有显著的作用。  相似文献