基于卷积神经网络优化的混合三维水下定位方法、介质及设备技术

技术编号:43966008 阅读:21 留言:0更新日期:2025-01-07 21:52
本发明专利技术提供了一种基于卷积神经网络优化的混合三维水下定位方法、介质及设备,包括设计三维水下定位算法对未知节点进行定位,定位过程中,用于定位未知节点的每组锚点都要通过鲁棒性验证;构建CNN模型并进行初始化和训练,所述CNN模型的输入为水流信息和锚点位置,CNN模型的输出为预测的节点位置;迭代交替使用三维水下定位算法和CNN模型,直至达到最大迭代次数或者所有未知节点都被定位;每次迭代中,将三维水下定位算法定位得到的节点位置作为锚点位置输入CNN模型,再采用CNN模型预测移动水流中节点的实际位置。本发明专利技术具有更强的鲁棒性和适应性,定位结果受环境因素影响的误差更小,能够有效避免水下节点具有移动性对定位准确率的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海洋探索开发、水下救援、洋流探测等需要进行水下节点定位任务的,具体涉及一种基于卷积神经网络优化的混合三维水下定位方法、介质及设备


技术介绍

1、在水下资源的勘探中,水下定位技术起着至关重要的作用,一种精确且能耗低的水下定位算法可以大大提高水下工作的效率,从而创造更大的效益。水下定位技术的发展离不开移动节点的精确定位。在海洋环境监测中,检测区域通常较大且动态变化,利用移动节点可以帮助实现对海洋生物资源的跟踪,利用其随机移动性实现对整个区域的监测。此外,水下路径的优化和一系列节点数据传输过程的实现也需要移动节点的精确定位。因此,水下移动节点的精确定位成为当前研究的重点。

2、目前,水下节点定位技术通常使用锚和信标来辅助通信。由于水下节点具有随时移动、难以维护的特点,同时时间同步性无法保证,因此研究人员通常设置水面浮标和水中信标节点(或称锚节点)来辅助定位。水面浮标装有gps设备,可实现绝对位置的定位,而信标节点具有较强的计算能力,可直接与水面通信。由于水下环境的特殊性,水下无线网络定位面临着一些挑战。首先,无线电信号无法在水下长时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于卷积神经网络优化的混合三维水下定位方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的基于卷积神经网络优化的混合三维水下定位方法,其特征在于:所述三维水下定位算法对未知节点进行定位的过程包括测距阶段以及投影和定位阶段;

3.如权利要求2所述的基于卷积神经网络优化的混合三维水下定位方法,其特征在于:所述测距阶段的具体过程为:

4.如权利要求3所述的基于卷积神经网络优化的混合三维水下定位方法,其特征在于:所述距离测量是用平均单向传播时间乘以水下估计的声速来实现,公式如下:

5.如权利要求2所述的基于卷积神经网络优化的混合三维水下定位...

【技术特征摘要】

1.基于卷积神经网络优化的混合三维水下定位方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的基于卷积神经网络优化的混合三维水下定位方法,其特征在于:所述三维水下定位算法对未知节点进行定位的过程包括测距阶段以及投影和定位阶段;

3.如权利要求2所述的基于卷积神经网络优化的混合三维水下定位方法,其特征在于:所述测距阶段的具体过程为:

4.如权利要求3所述的基于卷积神经网络优化的混合三维水下定位方法,其特征在于:所述距离测量是用平均单向传播时间乘以水下估计的声速来实现,公式如下:

5.如权利要求2所述的基于卷积神经网络优化的混合三维水下定位方法,其特征在于:所述投影和定位阶段的具体过程为:

6.如权利要求5所述的基于卷积神经网络优化的混合三维水下定位方法,其特征在于:所述鲁棒性验证条件为:

7.如权利要求1所述的基于卷积神经网络优化的混合三维水下定位方法,其特征在于:所述cnn模型定义了与实际定位环境相匹配的环境参数,包括定位区域的大小、节点总数、锚点数量和水流速度;cnn模型还定义了模型参数,包括输...

【专利技术属性】
技术研发人员:董芊欧学郅毛馨纬彭芳
申请(专利权)人:西交利物浦大学
类型:发明
国别省市:

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