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   

城市创意产业空间动态集聚演化的计算与可视优化方法     

周琦  高长春 《地球信息科学学报》2020,22(5):1033-1048

基于人文地理视角下的城市创意产业图像可视化分析对城市深层次空间综合和区域创新发展具有重大意义。但Swarm群智能动态时空建模难以满足创意产业空间集聚的可视化发展。本文研究目标是,从城市区域创意产业空间聚类影响因素指标出发,创新性地提出区域空间动态集聚轨迹算法（Density-Based Interest Spatial Clustering of Path,DBICP）,并与计算机浏览器共建聚类可视化图像,为城市管理提供决策依据。首先,根据影响因素指标体系,利用2014—2018年空间卡口流量数据和产业指标数据进行预处理,构建空间标准聚类算法DBSCAN。然后,对其进行聚类密度分级优化形成全新DBICP算法并得出初步轨迹图像。最后,通过源码转译实现了浏览器界面下空间动态集聚轨迹图像的输出。结果表明：以上海市为例,普陀区、浦东新区、徐汇地区的创意产业空间分布形成了3种不同的聚类模式,并相应提出了分摊、均布、虹吸的管控策略。此方法克服了传统图像的聚类分级和轨迹测量的缺失,可以有效地从指标数据中发现图像轨迹聚类信息,体现了地理信息科学和人文社会学科的交叉融合。也为大数据动态图像的集聚方法提供了全新视角和借鉴价值。  相似文献   

基于GPU的地形可视化加速算法研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

李朝奎  方军  肖克炎  王宁  周青蓝  隗含涛 《地球学报》2020,41(2):303-308

地形可视化是利用数字高程模型DEM,采用计算机图形学和图像处理技术进行三维地形模拟显示。该技术在深部矿产预测、矿产资源评价、虚拟现实、娱乐游戏、飞行模拟等诸多领域有着广泛的应用。随着数据量的增大,三维地形可视化的实时、流畅视觉效果受到当前的计算机硬件技术水平限制。针对这一问题,本文运用ROAM算法进行地形建模,利用GPU高速并行运算性能加速地形可视化建模速度,加速模型显示效果。实验对比表明:当计算量比较小时,加速效果不显著;随着计算量的增大,计算效果越来越明显;当计算量达到一定值时,加速效果达到一个稳定的加速趋势。研究结果为地形可视化及矿产资源评价等类似工作提供了原创性可视化技术支撑。  相似文献   

结合IR-MAD与均值漂移算法的密集城区遥感影像变化检测     

聂倩  赵艳福 《测绘通报》2020,(6):57-62

不同时相遥感影像变化检测已成为土地利用变更调查、城市扩张分析、自然灾害分析及其他环境问题必不可少的技术手段之一。本文提出了一种结合IR-MAD与均值漂移算法的密集城区遥感影像变化检测方法。该方法通过伪不变特征法完成两期影像的相对辐射校正，有效改善影像间的配准误差，并利用IR-MAD算法对校正后的影像进行迭代运算，采用均值漂移算法对迭代后的影像进行分割，同时运用形态学方法处理分割后的影像，最终提取变化图斑。试验结果表明，该方法可以有效检测出变化区域，可应用于城市地表覆盖的变化检测。  相似文献   

不同测站点云数据的配准算法     

高益忠 《北京测绘》2020,(2):180-184

随着三维激光扫描技术的发展,利用三维激光扫描仪采集信息,构建三维模型成为了热门的课题。由于受到观测环境、观测方向等影响,无法一次性地获得物体的所有的点云数据。因此,不同视角下点云数据的配准成为了三维建模中的关键技术,直接影响了最终的重合结果以及模型精度。本文着重研究主方向贴合法和最近点迭代算法(ICP算法),基于matlab平台编写算法,并对算法进行研究,得出配准结果以及配准精度。  相似文献   

基于CLEAN算法的GPS监测数据处理方法     

张巨林 《北京测绘》2020,(3):412-416

对建筑物进行高精度的变形监测是后期信息提取,预防安全隐患的基础。针对GPS变形监测中存在的多径误差问题,本文提出一种基于CLEAN算法的GPS多径提取方法,首先对多径信号理论模型进行分析,结果表明多径信号可以作为直达信号的谐波分量,在此基础上利用CLEAN算法在频域对多径信号进行提取,基于仿真和实测数据的实验结果表明,所提方法相对于小波方法和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)方法具有更高的提取精度和更好的多径抑制性能。  相似文献   

基于YOLOv3深度学习的海雾气象条件下海上船只实时检测     

王飞  刘梦婷  刘雪芹  秦志亮  马本俊  郑毅 《海洋科学》2020,44(8):197-204

海雾气象条件下船只高精度检测识别面临较大困难，传统的目标识别、定位方法效果差强人意。作者围绕海雾气象条件下不同类型船只的实时检测问题，提出一种基于YOLOv3深度学习的实时海上船只检测新思路。首先构建清晰图片和模糊图片（海雾、雨）的判别方法，实现图片清晰度分类处理；其次为提高海雾气象条件下海上船只的实时检测精度，消除海雾遮挡对目标识别的影响，运用暗通道先验去雾方法对含有海雾的图像实行去雾；最后基于YOLOv3深度学习算法对精细处理后的图像进行船只实时检测。实验结果表明该方法能够在海雾气象条件下高效、准确地检测到船只，对海上复杂环境条件下的船只实时检测研究具有一定的理论指导意义。  相似文献   

中国近海外来囊藻(Colpomenia peregrina)种群遗传多样性研究     

宋小含  孙忠民  胡自民  段德麟 《海洋科学》2020,44(1):89-96

外来囊藻(Colpomeniaperegrina)是一种在潮间带分布广泛的褐藻,它能附着在牡蛎壳上进行跨海区扩散,因而是研究生物多样性变动和生物地理格局形成的良好模型。外来囊藻在中国沿海虽有分布,但关于其种群遗传多样性和分化研究的报道尚为空白。本研究采集了中国近海13个外来囊藻种群样本。通过扩增301条线粒体cox3序列,发现了26个单倍型;通过重建单倍型网络图和基于最大似然法与贝叶斯法重建系统进化树,发现外来囊藻种内遗传多样性较高, 13个种群划分为3个遗传世系,其中浙江南麂列岛的7个种群组成遗传世系A,辽宁和山东的样本则分化为遗传世系B和C。中国近海外来囊藻的这种种群遗传结构可能源于更新世末次盛冰期黄渤海、东海边缘海的环境变化和海平面的大幅下降。遗传世系A具有的较高单倍型多样性,其原因可能是南麂列岛独特的地理位置和潮间带环境的共同作用。  相似文献   

基于线粒体控制区序列的花斑蛇鲻遗传多态性分析     

李敏  孔啸兰  许友伟  陈作志 《热带海洋学报》2020,39(4):42-49

花斑蛇鲻(Saurida undosquamis)是一种重要的底层经济鱼类, 本研究利用线粒体控制区(D-loop区)序列分析了中国近海分布的花斑蛇鲻的遗传结构和遗传多样性, 一共测定了6个地理群体129尾样本的D-loop区全序列。结果显示, 全长为921bp的序列包含71个多态性位点, 共检测到101个单倍型。花斑蛇鲻总体呈现很高的单倍型多样性(0.9873 ± 0.0048)和较低的核苷酸多样性(0.0132 ± 0.0067)的特征。基于邻接法构建的单倍型系统发育树的拓扑结构很浅, 没有形成分化明显的支系。单倍型在各个地理群体中的分布呈分散交叉状态, 表明地理群体间没有显著的遗传分化。6个群体的分子方差分析显示, 花斑蛇鲻绝大部分的遗传变异(99.87%)来源于群体内的个体之间, 而群体间的变异仅占0.13%。大部分地理群体之间的遗传分化指数(F_ST)均很小, 揭示了群体间的基因交流很频繁, 存在高度的遗传同质性。这些研究结果表明中国近海的花斑蛇鲻遗传多样性丰富, 没有明显的遗传分化, 是一个随机交配群, 可以作为同一个渔业单元来管理。  相似文献   

基于SLAF测序分析3个塔形马蹄螺群体的遗传结构和多样性*     

黄景  欧泽奎  刘文广  何毛贤 《热带海洋学报》2020,39(5):1-18

塔形马蹄螺(Tectus pyramis), 海洋软体动物, 广泛分布于中国深圳大鹏湾、海南岛、西沙和南沙群岛的珊瑚礁生态系统中。文章采用特异性位点扩增片段简化基因组测序技术(SLAF-seq)对来自深圳(SZ)、三亚(SY)和西沙(XS)的塔形马蹄螺群体的遗传多样性和结构进行分析。通过测序共获得115.74Mb读长数据, 平均测序深度为337.87倍, 测序质量值(Q₃₀)平均为94.07%。研究获得118679个多态性SLAF标签, 获得846502个高度一致的群体单核苷酸多态性位点(SNPs), 其中有155个显著差异SNPs。3个群体的平均观察杂合度(H_o)和期望杂合度(H_e)值分别为0.1441~0.1611和0.2537~0.2695。平均多态性信息含量(PIC)为0.2048~0.2176。通过系统发育树分析、主成分分析和聚类分析, 将45个个体大致分为3个类群, 每个群体的所有个体都可以聚类成一个类群。SZ和SY群体的遗传结构相似, 遗传距离最低(0.2510), 遗传分化系数F_st值最低(0.0818)。但XS与其他两个群体间的遗传分化明显, 尤其是XS和SZ群体(F_st=0.1868)。3个群体的遗传分化可能与海流和地理位置有关。  相似文献