不规则波下波浪能发电装置波-电转换比率实验室测试方法研究

1

作者 上官亮 路宽 王花梅 《中国测试》 北大核心 2025年第3期96-104,共9页

波浪能发电装置物理模型的实验室测试试验是评估装置性能的重要手段,目前针对不规则波下完整规范的性能测试试验较少。该文参考国内外波浪能发电装置的测试方法及标准,结合实验室的实际测试工作经验,采用以有效波高和谱峰波周期为参数... 波浪能发电装置物理模型的实验室测试试验是评估装置性能的重要手段,目前针对不规则波下完整规范的性能测试试验较少。该文参考国内外波浪能发电装置的测试方法及标准,结合实验室的实际测试工作经验,采用以有效波高和谱峰波周期为参数的室内不规则波功率计算公式,提出实验室不规则波下波浪能发电装置物理模型的波-电转换比率测试方法,并应用在喇叭型后弯管波浪能发电装置物理模型的水池测试试验中,测得该模型不规则波下最大波-电转换比率为23.91%。研究结果表明:建立的测试方法及试验过程,在波浪能发电模型的实验室试验中取得较好的应用效果,更能反映发电装置在实海况的运行特性。测试结果可为发电装置下一阶段的模型设计以及原型机示范测试、实海况运行的发电功率预测方面提供数据支撑。 展开更多

关键词 波浪能发电装置 实验室测试方法 物理模型试验 不规则波试验 波-电转换比率

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我国海洋观测仪器设备体系化发展研究 被引量：6

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作者 彭伟 厉运周 +2 位作者 高艳波 薛彩霞 王军成 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期88-100,共13页

海洋观测仪器设备是国家海洋综合实力的重要体现,是确保业务化海洋观测网有效运行的重要手段。虽然近年来我国海洋观测仪器设备在海洋观测网建设中发挥了重要作用,但与世界先进海洋国家相比仍存在一定差距。本文以海洋发展需求为牵引,... 海洋观测仪器设备是国家海洋综合实力的重要体现,是确保业务化海洋观测网有效运行的重要手段。虽然近年来我国海洋观测仪器设备在海洋观测网建设中发挥了重要作用,但与世界先进海洋国家相比仍存在一定差距。本文以海洋发展需求为牵引,建立了天空基、岸基、海基、海底基的多层级海洋观测仪器设备体系框架;梳理了我国各类海洋观测仪器设备的发展现状,阐述了我国海洋观测仪器设备发展在体系建设、传感器建设、测试验证平台、标准等方面存在的问题,提出了加大装备国产化研发力度、建立评价标准和方法、开展现场比测及加强高技术成果应用建议,为我国业务化海洋观测网建设发展提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 海洋观测 仪器设备 体系建设 观测网 建设策略

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全球海洋混合层深度和障碍层厚度计算及其时空变化特征分析

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作者 邢霄波 贾永君 +5 位作者 王斌 李亚文 党超群 胡锦国 吴宝勤 朱先德 《海洋预报》 CSCD 北大核心 2024年第5期62-76,共15页

基于2002—2019年的Argo温盐数据计算得到海洋混合层深度(MLD)和障碍层厚度(BLT),利用阈值法在计算过程中设置不同的温度阈值ΔT_(1)=0.2℃和ΔT_(2)=0.5℃,并分别利用温度、密度以及由温度和密度计算得到全球海洋的MLD和BLT值,基于此... 基于2002—2019年的Argo温盐数据计算得到海洋混合层深度(MLD)和障碍层厚度(BLT),利用阈值法在计算过程中设置不同的温度阈值ΔT_(1)=0.2℃和ΔT_(2)=0.5℃,并分别利用温度、密度以及由温度和密度计算得到全球海洋的MLD和BLT值,基于此描述不同温度阈值下得到的全球海洋混合层和障碍层分布特征。结果表明:不论阈值是ΔT_(1)还是ΔT_(2),基于温度和密度的计算结果较基于温度参数或密度参数的结果更为可靠。利用温度参数或密度参数计算得到的MLD值,不论是MLDT还是MLDD都能够在一定程度上体现全球海洋MLD的分布特征,两者在赤道附近和低纬度海域结果的一致性较好,在高纬度海域差异较大。基于阈值ΔT_(2)=0.5℃的结果比基于阈值ΔT_(1)=0.2℃的结果与现有MLD数据的相关性更高,但是均方根误差也更大,可能是由于不同海域适合的阈值选择不同,需进一步计算分析。全球海洋BLT较南北半球高纬度海域BLT值更大,BLT值随着纬度的降低而减小,空间分布特征在不同海域均存在明显差异,总体来说BLT随着纬度的降低而减小。 展开更多

关键词 全球海洋 混合层深度 障碍层厚度 时空特征

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海底未爆弹下沉机理与评估方法研究进展

4

作者 王虎 张婧怡 雷玥玥 《海洋工程》 北大核心 2025年第1期1-14,共14页

海底未爆弹形状和性质特殊、探测难度大,严重影响海洋工程建设活动。海底未爆弹在复杂多变的海洋环境中发生不同程度的下沉,进一步增大了对其进行探测、打捞和处置的难度。首先,归纳了影响海底未爆弹下沉的典型海洋水动力与海底底质环... 海底未爆弹形状和性质特殊、探测难度大,严重影响海洋工程建设活动。海底未爆弹在复杂多变的海洋环境中发生不同程度的下沉,进一步增大了对其进行探测、打捞和处置的难度。首先,归纳了影响海底未爆弹下沉的典型海洋水动力与海底底质环境组合,分析了自重下沉、冲刷掩埋、液化下沉等3种未爆弹下沉机理;然后,总结了海底未爆弹及其他与未爆弹性质相近的海底目标物的下沉计算方法,初步搭建起未爆弹下沉评估方法体系;最后,评述了当前海底未爆弹下沉研究存在的专门性、系统性、实证性、实用性不足的问题,指出开展更多海底未爆弹下沉试验、构建面向应用的海底未爆弹下沉评价系统是未来的研究发展方向。 展开更多

关键词 海底未爆弹 海洋水动力 海底底质 自重下沉 冲刷掩埋 液化下沉

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长江口外东海赤潮暴发期间^(210)Po-^(210)Bi-^(210)Pb的生物地球化学行为研究

5

作者 周文清 钟强强 +3 位作者 周曰华 王求贵 王浩 杜娟 《海洋学报》 北大核心 2025年第1期25-35,共11页

^(210)Bi-^(210)Pb核素对被认为是一种新型的可以示踪海洋颗粒物动力学过程的良好示踪剂。由于^(210)Bi半衰期较短以及分析难度较大等限制因素的存在,人们对海洋中^(210)Bi的生物地球化学行为如何以及是否存在^(210)Bi-^(210)Pb活度不... ^(210)Bi-^(210)Pb核素对被认为是一种新型的可以示踪海洋颗粒物动力学过程的良好示踪剂。由于^(210)Bi半衰期较短以及分析难度较大等限制因素的存在,人们对海洋中^(210)Bi的生物地球化学行为如何以及是否存在^(210)Bi-^(210)Pb活度不平衡现象这两个问题缺乏足够认知。本文于2017年5月5日至15日搭载国家自然科学基金委春季航次对长江口外东海赤潮暴发期间水体中溶解态和颗粒态(溶解态+颗粒态=总态)^(210)Po、^(210)Bi和^(210)Pb活度浓度及核素活度比进行了现场观测。结果显示,总态^(210)Po/^(210)Pb活度比在0.20到2.08之间变化,平均值为0.82±0.58(n=15);总态^(210)Bi/^(210)Pb活度比在0.32到3.72之间变化,平均值为1.38±0.79(n=15),表明水体中普遍存在^(210)Po-^(210)Pb和^(210)Bi-^(210)Pb活度不平衡现象;而深层水体中存在明显的^(210)Po和^(210)Bi相对于^(210)Pb过剩的现象,表明^(210)Po和^(210)Bi伴随颗粒物在中-深层水体中发生再溶出现象。通过计算3种核素的分配系数和分馏因子,本文发现颗粒物在同时清除^(210)Po、^(210)Bi和^(210)Pb的过程中,倾向于优先清除^(210)Po和^(210)Bi;与^(210)Po类似,^(210)Bi表现出比^(210)Pb更强的海洋颗粒物亲和活性特征,浮游植物暴发(生物量的增加)能促进^(210)Bi与^(210)Pb之间的分馏行为,支持了^(210)Bi-^(210)Pb可用于示踪海洋颗粒物过程的观点。 展开更多

关键词 近海 ^(210)Bi-^(210)Pb活度不平衡 赤潮暴发 分馏因子 生物地球化学行为

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小型长航时水面无人平台光伏发电功率预测研究

6

作者 王兵振 柯伟 +2 位作者 周茜子 申书源 杨维维 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期49-56,共8页

以研制的小型长航时水面无人平台为研究对象,研究波浪作用下小型长航时水面无人平台的光伏发电功率预测问题。建立基于高频非稳定姿态响应分析模型、任意斜面辐照度计算模型和光电转换模型的小型长航时水面无人平台光伏发电功率仿真分... 以研制的小型长航时水面无人平台为研究对象,研究波浪作用下小型长航时水面无人平台的光伏发电功率预测问题。建立基于高频非稳定姿态响应分析模型、任意斜面辐照度计算模型和光电转换模型的小型长航时水面无人平台光伏发电功率仿真分析模型,利用水池造波试验检验实海况条件平台光伏阵列姿态响应分析模型,利用陆上摇摆试验装置检验任意斜面辐照度计算模型和光电转换模型;在此基础上,梳理平台典型海上作业工况,并对各工况条件下的平台光伏发电情况进行仿真分析。研究结果表明:实海况条件下,小型长航时水面无人平台光伏瞬时发电功率波动情况受海况、波向、时刻等因素影响较大,平均功率受影响较小;3级海况下功率变化幅值最大可达平均值的82.5%,4级海况下功率变化幅值最大可达平均值的111.8%。 展开更多

关键词 光伏发电 水面无人平台 波浪作用 计算机仿真 功率预测 海洋观测

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基于MEMS运动传感器的波浪谱浮子设计研究

7

作者 党超群 李明兵 +2 位作者 王斌 张维星 王志勇 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2024年第5期57-61,共5页

为了获取海上波浪谱实时观测数据,来满足日益增长的海洋监测预警、海洋工程、海洋学研究等对精细化海浪过程数据的需求,设计了一种基于微机电系统MEMS运动传感器的波浪谱实时获取装置—“前哨”浮子,解决了波浪谱反演算法、基于北斗短... 为了获取海上波浪谱实时观测数据,来满足日益增长的海洋监测预警、海洋工程、海洋学研究等对精细化海浪过程数据的需求,设计了一种基于微机电系统MEMS运动传感器的波浪谱实时获取装置—“前哨”浮子,解决了波浪谱反演算法、基于北斗短报文的波浪谱传输等关键问题,实现了波浪谱实时观测。通过开展浮子与DWR-MkIII型波浪骑士的海上比测,结果表明:二者的一致性非常好,该浮子能够实时、准确地观测波浪谱。 展开更多

关键词 海洋水文观测 波浪谱 海上比测 “前哨”浮子 MEMS运动传感器

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极端海况下新型浮式海上平台生存性试验方法研究

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作者 李士花 路宽 +1 位作者 王花梅 郑慧源 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第8期51-60,共10页

海上平台的安全性越来越受到重视,其安全性在一定程度上取决于安全设计标准和规范。目前针对极端海况下新型浮式海上平台生存性试验方法的有关标准较少。参考国际电工委员技术委员会颁布的IEC TS 62600-103中针对波浪能转换装置在极端... 海上平台的安全性越来越受到重视,其安全性在一定程度上取决于安全设计标准和规范。目前针对极端海况下新型浮式海上平台生存性试验方法的有关标准较少。参考国际电工委员技术委员会颁布的IEC TS 62600-103中针对波浪能转换装置在极端海况下的生存性试验标准,在其可操作性和环境条件选取等方面做改进,提出针对新型浮式海上平台的生存性试验方法:选取100年一遇的波浪条件作为基准条件,并以基准波浪条件为中心值,分别选取两组波浪朝向不同、谱形不同、能量不同的对照海况条件,最终形成9组独立的环境条件,用于测试平台针对某一确定波浪海况下的最大响应;确定该波浪条件后,选取100年一遇的风、流条件,进行3组补充测试,分别为风、海流与波浪共向;风与波浪共向且与海流不共向;风、海流、波浪均不共向。并以布放于国家海洋综合试验场威海场区的“国海试Ⅰ”海上试验平台为例,采用数值模拟的方法,研究其在极端海况下的生存性。研究过程验证该生存性试验方法的可行性,提出的试验方法也可为将来相关标准的制定提供参考。 展开更多

关键词 新型浮式平台 极端海况 生存性 试验方法

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基于浅地层剖面数据和改进地声模型的底质反演方法 被引量：1

9

作者 孙振银 王虎 李冠霖 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期170-178,共9页

浅地层剖面仪发射的声脉冲能够穿透海底面进入沉积层内部,其回波中携带了丰富的底质信息。地声模型是底质声学与物理性质关系的数学描述,广泛用于海底声学与地声反演研究。本文通过对浅地层剖面数据的处理、解译得到海底反射系数,与考... 浅地层剖面仪发射的声脉冲能够穿透海底面进入沉积层内部,其回波中携带了丰富的底质信息。地声模型是底质声学与物理性质关系的数学描述,广泛用于海底声学与地声反演研究。本文通过对浅地层剖面数据的处理、解译得到海底反射系数,与考虑底质松密影响的改进Biot-Stoll模型相结合,提出底质反演新方法并开展实例验证。研究结果表明:通过对浅地层剖面原始记录的读取、解译,提取反射波振幅,并结合设备声源级,可有效求取海底反射系数。通过引入相对密度改进孔隙度计算公式,进而在基于Biot-Stoll模型构建海底反射系数和底质平均粒径关系过程中进一步考虑了底质松密的影响。基于山东威海某海域及文献的算例均显示,本文提出的改进地声模型可缩小底质反演与实测结果之间的相对误差、提升基于浅地层剖面数据的海底底质地声反演精度。 展开更多

关键词 浅地层剖面 底质反演 Biot-Stoll模型 海底反射系数 平均粒径

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融合类别数量自适应深度数据增强和迁移学习的造礁珊瑚识别方法研究

10

作者 王岚 魏皓 +1 位作者 车亚辰 张翠翠 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期120-130,共11页

造礁珊瑚识别对于珊瑚礁生态系统的保护与监测具有重要意义。深度学习作为图像识别的前沿技术,在珊瑚识别领域逐渐得到应用。然而,其识别性能仍然面临挑战。其中,数据集中类别间样本数量不平衡和数据多样性欠缺是两个主要问题。前者使... 造礁珊瑚识别对于珊瑚礁生态系统的保护与监测具有重要意义。深度学习作为图像识别的前沿技术,在珊瑚识别领域逐渐得到应用。然而,其识别性能仍然面临挑战。其中,数据集中类别间样本数量不平衡和数据多样性欠缺是两个主要问题。前者使得深度学习模型在特征提取过程中更偏向于样本数较多的类,对少数类(尤其是濒危珊瑚)的学习能力不足进而影响其识别准确度。后者因为数据缺乏多样性使得模型无法充分学习各种珊瑚特征,进而限制了特征提取的能力。鉴于此,本文提出了一种融合类别数量自适应深度数据增强和迁移学习的造礁珊瑚类型识别方法。针对第一个问题,本文利用识别结果评价指标F_(1)-score定义的数据生成量化公式对原始深度数据增强方法DeepSMOTE进行改进,提出了类别数量自适应的深度数据增强方法DeepSMOTE-F_(1)。该方法根据每类珊瑚的识别结果自适应地增强其样本数量,确保模型充分学习各类珊瑚特征。针对第二个问题,利用迁移学习强化了模型的提取能力。实验结果表明,在RSMAS、EILAT和EILAT2这3个代表性珊瑚识别数据集上,相较于原始DeepSMOTE,本文提出的DeepSMOTE-F_(1)识别准确率分别提升了2.88%、0.39%和1.54%;与现有的珊瑚智能识别方法相比,准确率分别提升了0.76%、1.40%和1.30%。 展开更多

关键词 珊瑚识别 深度学习 数据集不平衡 数据增强 迁移学习

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近岸水体异源遥感反射率产品的融合方法研究

11

作者 张翼飞 朱建华 +2 位作者 田震 贾迪 高飞 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期361-370,共10页

数据融合能够综合利用多源遥感数据优势,获取高空间分辨率和高测量精度的遥感影像,对于近岸水体生态环境监测和灾害预警均具有重要意义。但目前使用的数据融合方法多是针对内陆水体或大洋水体的,其在近岸水体的适用性仍需进一步评估,因... 数据融合能够综合利用多源遥感数据优势,获取高空间分辨率和高测量精度的遥感影像,对于近岸水体生态环境监测和灾害预警均具有重要意义。但目前使用的数据融合方法多是针对内陆水体或大洋水体的,其在近岸水体的适用性仍需进一步评估,因而本文开展了近岸水体遥感数据融合方法的对比研究。本文以高空间分辨率的Sentinel-2MSI影像和中等空间分辨率的Sentinel-3 OLCI影像为数据源,分别开展了基于小波变换(WTBF)、生物光学模型(BOBF)和混合像元分解(IUBF)三种方法的数据融合实验,并在此基础上借助现场实测Rrs数据与融合影像对应点的平均相对误差(MRE)、均方根误差(RMSE)、偏差(bias)和平均梯度对各种方法的融合数据质量和区域适用性进行了评估。结果表明:(1)OLCI的Rrs数据精度高于MSI。其中MSI在443nm、560 nm和665 nm三个波段的MRE、RMSE均高于OLCI,表明MSI的Rrs精度相对OLCI较低;目视效果和平均梯度表明MSI的清晰度高于OLCI;(2)BOBF是三种方法中融合效果最佳的算法。WTBF和BOBF生成融合影像在三个波段的MRE、RMSE优于MSI。综合MRE、RMSE和加os来看,BOBF和WTBF所生成的影像Rrs准确性高于MSI,而IUBF生成的融合影像的MRE、RMSE和bias相对WTBF和BOBF较高,准确性较差;目视评价和平均梯度表明WTBF和BOBF生成影像的清晰度与MSI相近,BOBF清晰度高于WTBF,IUBF生成影像清晰度相对于OLCI有所提高,但未达到MSI水平;(3)在Rrs更低的烟台近岸海域,BOBF生成的融合影像清晰度与MSI相当且Rrs准确性相对于MSI更高,BOBF在该海域具有良好的适用性。 展开更多

关键词 数据融合 生物光学模型 混合像元分解 小波变换 哨兵卫星 遥感反射率

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基于多传感器融合的波浪谱数据获取与传输方法研究 被引量：11

12

作者 张维星 党超群 +4 位作者 张锁平 王斌 孙东波 周莹 邢霄波 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期645-652,共8页

波浪谱分析是研究随机波浪、构建波浪模型、计算海浪要素的主要方法,也是海洋工程设计、波浪能应用研究等的重要依据。目前对于现场波浪数据的获取仅局限于波浪特征参数和部分频段数据,为了获取准确有效的波浪谱信息,提出微机电系统(Mic... 波浪谱分析是研究随机波浪、构建波浪模型、计算海浪要素的主要方法,也是海洋工程设计、波浪能应用研究等的重要依据。目前对于现场波浪数据的获取仅局限于波浪特征参数和部分频段数据,为了获取准确有效的波浪谱信息,提出微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)和全球定位系统(Global Positioning System,GPS)测波传感器相结合的波浪谱数据获取方法以及利用北斗短报文数据传输的通信方式。综合考虑波浪谱数据特点和北斗短报文通信能力,波浪谱数据选用半精度数据类型编码并设计了相应的数据传输格式。现场海试结果表明该方法对于全波谱数据计算和传输较为准确,有效波高、峰值周期、平均波向和方向扩展的准确率相比于单独GPS传感器计算结果分别提升了12.5%(0.1m)、5%(0.2s)、8%(13°)和13%(8°),为海浪观测资料获取提供了新方法和新思路,可以进一步满足海洋多要素研究和对完整频谱分析的实际应用需求。 展开更多

关键词 测波传感器 波浪谱 波浪浮标 北斗短报文通信 数据传输

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基于Sentinel-2 MSI影像与面向对象相结合的红树林树种精细化分类方法研究 被引量：8

13

作者 赵阳 田震 +2 位作者 李尉尉 薛志泳 朱建华 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期352-360,共9页

红树林是最典型的滨海生态系统之一,红树林种间类型的精确识别对于红树林生态系统保护、修复及碳储量评估具有重要意义。遥感是开展红树林种间类型识别的有效手段,但传统的遥感红树林分类方法多是基于像元开展的,分类结果“椒盐”现象... 红树林是最典型的滨海生态系统之一,红树林种间类型的精确识别对于红树林生态系统保护、修复及碳储量评估具有重要意义。遥感是开展红树林种间类型识别的有效手段,但传统的遥感红树林分类方法多是基于像元开展的,分类结果“椒盐”现象严重且精度还有很大提升空间。因此,本研究以东寨港红树林保护区为例,基于Sentinel-2 MSI影像,在传统遥感分类方法的基础上引入图像分割技术,分别构建了面向对象的支持向量机(Support Vector Machine,SVM)和随机森林(Random Forest,RF)分类法,并在此基础上对各模型的分类精度和适用性进行了分析。模型对比结果表明:(1)图像分割技术的引入能有效改善分类结果的“椒盐”现象,提升红树林种间类型的识别精度,基于像元使用SVM和RF分类算法总体分类精度分别可达78.82%(Kappa=0.75)和82.94%(Kappa=0.82),面向对象的SVM和RF模型分类总体精度分别可达81.5%(Kappa=0.78)和92.67%(Kappa=0.88),相较于以像元为分类对象的模型而言,后者精度分别提高了2.68%和7.43%;(2)从4个模型总体分类精度、各树种分类精度、模型稳定性和适用性方面来看,RF算法均优于SVM算法;(3)东寨港红树林分为6类,使用面向对象的随机森林分类,榄李和红海榄精度最高,其次为角果木,秋茄和无瓣海桑,海莲精度最低,为86.6%,6类树种分类精度均达85%以上。综上,基于面向对象使用随机森林分类算法构建分类模型可以准确识别分类红树林不同树种,为红树林种间精细化分类提供理论和技术支持。 展开更多

关键词 红树林种间分类 多光谱 面向对象 随机森林 支持向量机

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水下智能识别与自主抓取机器人设计与实现 被引量：1

14

作者 高天铭 闫敬 +3 位作者 尤康林 张良 林景胜 罗小元 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2074-2083,共10页

设计了一款面向海珍品捕捞的水下智能识别与自主抓取机器人.首先通过YOLOv4-tiny网络对海珍品图像离线训练,设计单双目自适应切换与多目标选择算法以实现海珍品在线识别与持续定位.进一步,采用声呐与深度传感器融合策略获取水下机器人... 设计了一款面向海珍品捕捞的水下智能识别与自主抓取机器人.首先通过YOLOv4-tiny网络对海珍品图像离线训练,设计单双目自适应切换与多目标选择算法以实现海珍品在线识别与持续定位.进一步,采用声呐与深度传感器融合策略获取水下机器人深度信息,设计基于模糊比例–积分–微分控制的定深抓取控制器,以确保目标定位与抓取过程中深度信息的有效反馈.所提目标识别算法,具有实时性强、复杂度低优点;同时,定深与抓取控制器,不依赖于系统复杂模型,可适应不同海况下的精确抓取.最后,通过试验验证了方法的有效性. 展开更多

关键词 识别 抓取 水下机器人 深度学习

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黑潮延伸体海域漂流式海气界面浮标数据分析与评估 被引量：1

15

作者 邢霄波 王斌 陈朝晖 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期634-644,共11页

漂流式海气界面浮标是创新研制的“小型化、轻质化、免维护”的漂流观测系统,能够测量海面以上3 m气象、水下20 cm海表面温度和波浪参数等11个不同的物理参数,并且已经经过多次观测应用,结果均较好。为实现漂流式海气界面浮标观测数据... 漂流式海气界面浮标是创新研制的“小型化、轻质化、免维护”的漂流观测系统,能够测量海面以上3 m气象、水下20 cm海表面温度和波浪参数等11个不同的物理参数,并且已经经过多次观测应用,结果均较好。为实现漂流式海气界面浮标观测数据全球范围的应用,利用2018年黑潮延伸体海域Argo观测的海表面温度(sea surface temperature,SST)、SVP(surface velocity program)浮标观测的海表温度和OISST(optimum interpolation sea surface temperature)数据,通过将其与漂流式海气界面浮标观测数据进行时空匹配以及对比验证,对漂流式海气界面浮标观测的海表面温度进行了系统评估,检验其在黑潮延伸体复杂水文环境下的观测准确性。结果表明,漂流式海气界面浮标观测SST数据与Argo观测SST数据相关系数达到0.9737,均方根误差和平均误差分别为0.5790℃和0.4539℃;与SVP浮标SST数据的相关系数弱于与Argo的相关系数,为0.9285,均方根误差为1.3230℃,平均误差约为0.9794℃;与OISST数据的相关系数为0.9823,均方根误差为0.7988℃,平均误差为0.7434℃。漂流式海气界面浮标观测SST数据与Argo、SVP和OISST海表面温度数据都具有很好的一致性,观测数据质量处于同一水平。综上,漂流式海气界面浮标作为一种新的观测手段,具备了准确观测SST的能力。 展开更多

关键词 黑潮延伸体 漂流浮标 海表面温度 评估

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基于四阵元基站的水下航行器自定位方法 被引量：1

16

作者 翟京生 王晓健 +2 位作者 钱治文 孙万忠 李杰 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期252-259,共8页

随着智慧海洋理念的普及和人工智能技术的发展,自主水下机器人、水下滑翔机等水下航行器在海洋科学调查、资源勘测和信息获取方面取得了重大进展,为了满足小型低成本水下航行器智能感知、自主作业的实际需求,同时降低其自主定位成本,设... 随着智慧海洋理念的普及和人工智能技术的发展,自主水下机器人、水下滑翔机等水下航行器在海洋科学调查、资源勘测和信息获取方面取得了重大进展,为了满足小型低成本水下航行器智能感知、自主作业的实际需求,同时降低其自主定位成本,设计并实现了一种基于海底四阵元基阵的自定位方法.首先,针对水声信道的复杂性,设计了具有时频特征明显、高峰值功率的声学频率梳信号作为传输信号,仿真实验证明该信号具有可靠的稳定性和抗噪性;其次,结合倒置的超短基线定位原理,设计了布放在已知参考点的四阵元基站,各阵元发出相互正交的声频梳信号,水下航行器在基阵声学作用范围内接收各个阵元混叠的声学频率梳信号,利用匹配滤波法对各信号单程飞行时间进行粗测;最后,针对声学频率梳的时域和频域特性,推导了接收信号与飞行时间的关系,利用相关分析法对各信号单程飞行时间进行精测,进而获取航行器与基站坐标轴阵元的测距和测向结果,结合倒置的超短基线定位方法,实现航行器的位置实时解算.水下实验结果表明,本方法复用率高、可操作性强,水下航行器只需携带单个接收信标即可完成定位计算,进一步降低了成本和系统复杂度.同时,也证明了声频梳信号的高可靠性,可在水下航行器端实现较高的自定位精度. 展开更多

关键词 四阵元基站 水下航行器 倒置超短基线 自定位 声学频率梳

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