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地球是一个被水覆盖的行星，理论约71%是海洋
。。大海不仅面积辽阔，并且深不成测，其中物种多样，矿产丰硕
。。百年来，人类从未终场对大海的认知和索求
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从海平面到水下1000米是临地空间的一部门
。。在这个区域中，物种的多样性组成炼杂的生态系统和丰硕的海产资源，它将是人类活动“向下”拓展的重要空间
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然而，由于海水的不均匀个性，光线会被吸收和散射
。。因而，“智能光电”技术应运而生，能够实此刻阴暗的环境中对光信号进行探测、、传输，及智能化感知和分析
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中国jackpot官网人为智能钻研院（TeleAI）正在加快推动“智能光电”技术的钻研工作，并与智能体、、智传网（AI Flow）、、AI治理形成“三智”+“一治”的齐全战术布局
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临地空间与人们的现实生涯缜密有关，TeleAI但愿通过AI驱动蕴含赛博空间、、临地空间、、广域空间在内的“三大空间经济”发展，进一步拓展人类的活动领域
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随着机械工程、、推算机、、人为智能等技术的突飞猛进，自主水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle，AUV）的利用得到进一步发展
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从深海进入到深？，AUV表演着至关重要的角色
。。AUV可能自主航前进入更深的水域空间，无需通过脐带电缆与其他平台衔接，就能执行各类工作
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然而，由于AUV造价昂贵，且携带大量宝贵的海洋数据，在实现工作后，通常必要以“导引回收”的方式使其安全返航，保险数据齐全，并实现设备的反复利用
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为了提高AUV结尾光学导引回收的精度，中国jackpot官网CTO、、首席科学家、、中国jackpot官网人为智能钻研院（TeleAI）院长李学龙教授携带团队发展深刻钻研，提出了“自主水下航行器多分支网络光学导引定位步骤”
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该步骤旨在为AUV在能源补充、、数据传输和指令下达等方面提供更快的解算速度、、较低的算力功耗需要以及较少的能量亏损
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有关论文已在中国精品科技期刊《中国科学：信息科学》正式颁发
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论文地址：

https://www.sciengine.com/SSI/doi/10.1360/SSI-2024-0183;JSESSIONID=8df64795-11e5-4fe3-8024-f4e0cd442a7c

突破与创新

团队搭建了基于多象限测角的光学导引定位硬件系统，提出了多分支回归网络的AUV光学导引定位步骤
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该步骤初次将深度网络引入多象限测角的光学导引定位地位解算工作中，设计了多分支结构的地位解算回归网络
。。钻研了数据驱动的多维度定位约束训练步骤，构建了水下光学导引定位系统的物理几何干系，实现光学导引硬件与算法的一体化设计
。。通过解算多象限光电探测器采集的导引灯偏角数据，获取了AUV与导引灯的相对地位，实时输出AUV的即时地位坐标，实现了海试验证
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AUV导引定位系统示意图

创新点1：导引硬件与算法一体化设计

为了实现水下光学导引大视角的高精度定位，团队选取了多象限光电探测器，分析了导引灯组排布与AUV的物理几何干系，成立了光学导引偏角-地位的数学模型
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从导引灯的几何排布角度启程，在理论上证了然使用三个非共线排布的导引灯能够确保导引灯偏角数据与AUV地位（简称偏角-地位）的逐一对应关系，是保障在算法层面产生唯一地位真值解的重要前提前提
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创新点2：多分支结构的地位解算回归网络

为了提升模型的暗示能力，团队设计了多分支结构的地位解算回归网络，通过多象限光电探测器获取的导引灯偏角信息，将AUV地位解算的工作视为回归问题，选取了编解码器结构，提高了地位解算精度和速度
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AUV多分支网络光学导引定位步骤技术路线图

创新点3：多维度的空间地位约束指标函数

为了更高效地领导网络模型参数优化，团队从方向、、距离、、坐标三个维度设计网络模型指标函数，成立了多维度空间定位精度约束，进一步提高了网络模型的解算精度和泛化能力
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尝试了局

在AUV导引回收工作中，全面评估定位精度对于确保步骤成效至关重要，团队通过在分歧距离的定位精度尝试，展示本文步骤在地位解算的正确性
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本文步骤在0.8m至20m领域内的坐标定位精度尝试数据如下图所示
。Ｄ芄豢闯，绝对坐标误差随着距离的增长而增长，由统计分析可得，其均值58.292mm@0.8~20m，尺度差为 43.347mm@0.8~20m
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分歧距离的定位精度散布图

为了直观展示多分支网络光学导引定位步骤的地位坐标解算精度，团队设计了仿真轨迹以进一步测试AUV坐标预测轨迹的可视化了局
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轨迹仿真尝试中采样了80个点，其坐标解算的绝对坐标误差均值为41.256mm@0.8~20m，绝对坐标误差最大值为143.847mm@0.8~20m，绝对坐标误差最小值为3.276mm@0.8~20m
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轨迹预测了局图

在一样的验证前提下，团队同样使用物理仿真随机天生的10万组偏角-地位数据，使用多项式回归算法、、支持向量回归算法、、决策树算法和随机丛林回归算法，与多分支结构的地位解算回归网络算法在0.8~20m的导引领域内对定位坐标精度进行比力
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与传统回归算法相比，多分支结构的地位解算回归网络的绝对坐标误差均值仅为58.292mm，展示出更高的定位精度
。。这一了局讲了然多分支回归网络在特点提取和非线性建模上的优势，尤其在处置复杂定位工作时，阐发出了更高的定位精度
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为了验证多分支网络光学导引定位步骤的地位解算精度，团队在天然资源部北：Ｑ蠹际踔行暮８鄹鄢胤⒄沽撕Ｊ匝橹
。。三条轨迹的坐标真实值和预测值了局如下图所示
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海试尝试轨迹预测了局图

通过对绝对坐标误差进行推算和统计，得到预测轨迹点与采集的GPS轨迹点均匀绝对坐标误差在35.102mm@1~3m，而仿真尝试的均匀误差仅为6.646mm@1~3m，与海试数据存在差距
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这是由于海试误差除了算法自身存在的误差以外，重要是由GPS的丈量误差和多象限光电探测器的丈量误差造成
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因而，海试中的误差堆集难以预防导致了仿真和尝试存在定位误差差距
。。同时，综合GPS和多象限光电探测器的丈量误差来看，海洋试验的误差仍在合理领域内，验证了该步骤在海洋环境中仍能够实现预期的精确定位
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