流场预测潜水器系统

实时感知自适应

整合了数据驱动流场建模、实时数据同化和自适应感知路径优化的闭环系统，用于自主式潜水器网络的高效流场预测。

Jin, Qianlong · 田宇 · Zhan, Weicong · Sang, Qiming · 俞建成 · 王晓辉

Journal of Marine Science and Engineering 2023

技术优势

预测更准

神经网络架构融入潮流调和分析提取的知识，并用高斯过程拟合残差，提升了流场预测能力。

同化空间相关

采用克里金集合变换卡尔曼滤波，能够同化潜水器间具有空间相关性的流场测量，实现有效模型学习。

规划不短视

提出滚动时域策略实现非近视最优路径规划，并用分布式蒙特卡洛树搜索求解大规模树搜索优化问题。

应用场景

• 自主式潜水器：将软件部署于潜水器，使其自主调整采样路径，提升流场感知效率。
• 海洋环境监测：为近岸海洋环境提供高分辨率流场预测，辅助水文与生态监测。
• 传感器网络路径规划：规划潜水器网络感知路径，用最少的移动实现最优流场估计。