一种海洋标量场估计中AUV双模态切换采样方法技术

本发明专利技术公开了一种海洋标量场估计中AUV双模态切换采样方法，属于海洋标量场采样领域，包括：利用高斯过程构建环境估计模型；提取数据特征；构建AUV模态切换模糊决策器；信息路径规划；该方法考虑了AUV的现场环境数据，设计包括最大预测浓度、最大预测方差值、高浓度区域重心转移值、高浓度区域面积变化值和高浓度区域平均方差变化值的数据特征；构建模糊决策器进行模态切换，从而实现AUV与当前状态环境相匹配的模态转换；由于不同模态下的采集获取函数不同，利用PSO进行不同模态下的信息路径规划，从而实现AUV的海洋标量场估计。本发明专利技术在未知的海洋环境下，实现了AUV全局探索和局部开发的平衡，提高了海洋标量场采样的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋标量场采样领域，尤其是一种海洋标量场估计中auv双模态切换采样方法。

技术介绍

1、自主系统的最新进展中最实际和最具影响力的应用之一是海洋环境监测。对于一个给定的海洋要素目标(如温度、溶解氧浓度、盐度等)，根据创建的海洋环境模型可以帮助当局快速的定位区域内海洋要素的变化情况和极端情况，识别潜在的异常和解决问题。因此如何利用收集的数据创建一个可供进一步研究的环境模型是极为重要的目的。而传统的环境监测方法，采用船舶调查来收集样本，但是简单的站点之间进行插值极有可能错过关键的感兴趣区域，同时还需要额外的基础设施、人力和物力。为了解决这些问题，利用auv进行海洋环境监测成为当前的热点，但它们通常局限于通过预定义的采样轨迹进行区域覆盖目标，这种策略非常的低效。因此auv如何基于现场环境数据来调整其轨迹，以将其采样工作集中在更高层次的目标上，如重建海洋要素的热点区、定位最大值位置等是其极为关键的问题。

2、目前，国内外学者对利用auv进行海洋标量场采样取得了一些成果。stankiewicz等人利用高斯过程上置信界(gp-cub)作为采集获本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种海洋标量场估计中AUV双模态切换采样方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种海洋标量场估计中AUV双模态切换采样方法，其特征在于，在步骤1中具体包括：初始化高斯过程超参数，并根据AUV在每完成一次采样进程后收集到的采样数据，进行高斯过程的训练，利用当前状态下的高斯过程模型获得当前状态下环境中任一位置的预测浓度值和预测方差值。

3.根据权利要求1所述的一种海洋标量场估计中AUV双模态切换采样方法，其特征在于，在步骤2中，根据步骤1获得AUV当前位置一定范围内的各个位置预测浓度矩阵和预测方差矩阵从而计算最大预测浓度指标ci、最大方...

【技术特征摘要】

1.一种海洋标量场估计中auv双模态切换采样方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种海洋标量场估计中auv双模态切换采样方法，其特征在于，在步骤1中具体包括：初始化高斯过程超参数，并根据auv在每完成一次采样进程后收集到的采样数据，进行高斯过程的训练，利用当前状态下的高斯过程模型获得当前状态下环境中任一位置的预测浓度值和预测方差值。

3.根据权利要求1所述的一种海洋标量场估计中auv双模态切换采样方法，其特征在于，在步骤2中，根据步骤1获得auv当前位置一定范围内的各个位置预测浓度矩阵和预测方差矩阵从而计算最大预测浓度指标ci、最大方差指标vi、高浓度区域重心转移值指标gi、高浓度区域面积变化值指标ai、...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩松，刘永健，李鑫滨，赵宁，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：