Fuzzy Sliding Mode Active Disturbance Rejection Control of an Autonomous Underwater Vehicle-Manipulator System

In this paper, a fuzzy sliding mode active disturbance rejection control(FSMADRC) scheme is proposed for an autonomous underwater vehicle-manipulator system(AUVMS) with a two-link and three-joint manipulator. First, the AUVMS is separated into nine subsystems, and the combined effects of dynamic uncertainties, hydrodynamic force, unknown disturbances, and nonlinear coupling terms on each subsystem are lumped into a single total disturbance. Next, a linear extended state observer(LESO) is presented to estimate the total disturbance. Then, a sliding mode active disturbance rejection control(SMADRC) scheme is proposed to enhance the robustness of the control system. The stability of the SMADRC and the estimation errors of the LESO are analyzed. Because it is difficult to simultaneously adjust several parameters for a LESO-based SMADRC scheme, a fuzzy logic control(FLC) scheme is used to formulate the FSMADRC to determine the appropriate parameters adaptively for practical applications. Finally, two AUVMS tasks are illustrated to test the trajectory tracking performance of the closed-loop system and its ability to reject and attenuate the total disturbance. The simulation results show that the proposed FSMADRC scheme achieves better performance and consume less energy than conventional PID and FLC techniques.     

DGPS组合定位的大型船舶靠泊技术与应用分析

 为了保障大型船舶靠泊操纵工作更加安全、高效,本文介绍了船舶靠泊仪及其发展,分析了大型船舶靠泊过程,研究了DGPS组合定位技术,建立以DGPS组合定位技术的大型船舶靠泊数学模型。在此模型基础之上,建立了船基平面坐标系,并通过此坐标系计算船舶靠泊时船首、 船尾相对码头的距离与速度,船首向与船舶转向率等船舶动态参数。最后,采用DGPS定位组合技术、AIS技术和WIFI技术等设计大型船舶靠泊系统(包括硬件和软件),并通过实例验证此靠泊仪的可行性和有效性。实例证明:大型船舶靠泊仪为引航员靠泊操纵时提供高精度的船位信息,船舶移动速度和船舶与码头岸线距离等辅助信息,船舶位置精度可达60cm,速度精度可达5m/s,有效地提高了大型船舶靠泊安全 性和工作效率,为引航员的船舶靠泊工作提供了更加直观、方便、快捷的航行靠泊导航过程。     

基于动态阈值的移动终端GNSS定位阴影匹配算法

阴影匹配算法可在城市峡谷中较好地提高移动终端GNSS定位精度,但是传统阴影匹配算法中用于判断卫星可见性的信噪比阈值为固定单一阈值,无法保证所有卫星可见性的判断正确,从而影响定位精度。针对以上情况提出基于动态阈值的阴影匹配算法,使每颗卫星的判断阈值随卫星几何可见性和信噪比可见性相互校正而改变。通过对手机GNSS原始定位结果及卡尔曼滤波后的定位结果进行两种阴影匹配算法计算及对比分析,结果表明,动态阈值法相对于单一阈值法平均点位误差在标准单点定位时可降低约15.1%,在卡尔曼滤波后可降低22.4%,定位精度均得到提升。     

基于GIS技术构建地学数字填图系统

计算机软硬件的发展，特别是GIS相关技术、地学信息化技术的发展，为开展地质数字填图研究提供了坚实的基础。“地学数字填图系统（GeoGIS）”针对地学工作实践，可以完成野外数据采集和室内建库、成图、数据管理、分析。系统于2003年起即应用于实践，取得了良好效果。     

基于Web Services技术的GIS体系结构研究

网络化和服务化是GIS的发展方向。对于Web Services这样一种新的、基于对象／组建模型的分布式计算技术的研究正在兴起,本文重点研究了Web Services技术在GIS中的应用,分析了其中的关键技术,包括体系结构、数据组织模型,给出了一个基于Web Services技术的GIS数据组织模型,最后指出了基于Web Services技术的GIS发展前景。     

基于3S技术的土地动态监管系统研究

研究目的:针对目前县级国土资源土地利用动态监管的现状和要求,探讨了采用信息化手段如移动执法和在线分析等工具辅助土地执法监察管理,建立土地动态监管新模式.研究方法:采用全B/S架构,ArcGIS Server Standard 9.3 GIS平台和ArcPad 7.1嵌入式GIS平台,建立土地动态监管系统.研究结论:利用3S技术建立的土地动态监管系统可以满足土地监管工作信息化需求,操作简单便捷,适合基层土地管理人员使用,同时有助于提高工作效率,降低调查成本,规范土地执法监察行为.     

基于以太网的高精度定位系统设计

针对现有多通道定位控制装置数据通信和组网能力有限的问题,设计一种基于以太网的高精度定位系统,以FPGA为核心处理器,结合高性能18位数模和16位模数转换模块、W5300网络通信模块以及PID控制算法。多台定位控制系统可通过交换机或集线器组网,网络传输速度最高可达50Mbps,能实现中心计算机远程设置位置控制参数,以及对位置控制数据的远距离实时采集与分析,不但成本低廉,而且操作方便灵活,适合复杂平台系统的分布式控制,并在测试中通过。     

基于WebGIS技术的耕地质量动态监测信息系统研究

结合国内外有关耕地质量动态监测的相关研究理论,设置了耕地质量动态监测的监测指标,研究了监测样点的选取和耕地质量综合指数的计算,并结合WebGIS技术,对耕地质量动态监测系统的结构、功能进行了初步设计,提出了系统的总体框架,并阐述了系统实现的关键技术,建立了基于WebGIS的耕地质量监测系统对耕地质量进行长期定位监测,以期为区域耕地质量保护工作提供一个可视化、便捷式系统实现方案。     

基于抗差Kalman滤波的精密单点定位

当精密单点定位的观测值含有异常数据时,Kalman滤波的精度将会降低。采用抗差Kalman滤波方法能够有效抑制观测异常,提高滤波的精度和可靠性。运用武汉国际GPS服务跟踪站数据对该方法进行了验证。结果表明,抗差Kalman滤波的精度比Kalman滤波的精度有一定程度提高,说明抗差Kalman滤波能够有效抑制观测异常。     

基于层次分析法的动态指标体系管理系统及其应用

层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP),是从定性分析到定量分析综合集成的一种典型的系统工程方法。本文介绍了利用层次分析法的原理设计的一个动态的指标体系管理及指数计算输出系统,并介绍了基于这个系统的一个应用案例--农业现代化程度评价指标体系的构建及计算、输出过程。     

基于GIS技术的道路交通安全信息系统研究

以GIS技术为基础,针对道路交通事故信息管理的具体要求和特点,分析交通事故的发生原因、概率及各种隐患表现的定性或定量具体内容,利用GIS-RTSIS对交通事故进行分析,标示事故黑点信息和空间分布,并研究引发交通事故的各种因素,在有效掌握道路交通安全系统问题的同时,找到预防交通安全事故发生的各种途径,为道路安全评价和控制提供决策依据.文章以哈尔滨市GIS-RTSIS模拟示范工程为例.详细探讨了有关基于GIS的道路交通安全信息系统的框架设计、系统研制及开发思路.     

基于iBeacon的精细室内定位方法研究

苹果公司发布的i Beacon作为一种粗精度位置感知服务体系,得到了广泛关注。针对更精细的广域位置服务,提出了基于i Beacon的无线指纹定位方法,并给出了图书馆的位置服务示例。     

一种基于多普勒频移重构的GNSS定位算法

多普勒频移重构的GNSS定位算法是指通过重构多普勒频移解决观测信号异常问题,配合基于垂直仰角选择的互差加权法,在观测信号质量不佳的情况下解算出整周模糊度,得到较高的整周模糊度正确估计率.结果表明,在卫星冗余程度低的静态情形下,该算法能够达到100％的模糊度固定率和cm级精度;在动态情形下,E、N、U方向的精度分别为0....     

基于动态分段技术的城市公交系统数据库的建立

针对应用传统GIS弧段-结点拓扑数据模型在建立线性要素的空间数据库中面临的问题,文中采用了应用动态分段技术构建城市公交系统数据库的技术方案,然后详细介绍了在动态分段思想指导下系统数据库的建立过程,并建立了芜湖市公交查询系统的数据库。实验表明应用动态分段技术来组织系统数据能够很好地实现在不增加系统数据物理存储容量的基础上可以很好地实现系统信息的按需分配。     

基于ArcGIS Server的海域使用管理信息系统开发

针对福建省海域使用信息化管理过程中存在的问题,提出利用.NET技术来构建B/S(Browser/Server)和C/S(Client/Server)混合结构系统的思想,设计了海域使用管理信息系统的基本框架,研究了空间数据的管理模式,并以海域使用的业务流程为主线,以ArcGIS Server为海域空间数据管理平台,开发了集业务功能和GIS功能为一体的海域使用管理信息系统,实现了省、市、县三级海洋部门的联合应用,为福建海洋资源的开发利用提供一个信息共享与管理平台。     

基于地磁匹配的水下定位和定向方法研究

借助地磁背景场及地磁测量,通过对相关分析中各指标的研究,给出了用于水下地磁匹配定位的最优指标。分析了现有TERCOM算法的缺陷并对其进行了改进,提高了水下地磁匹配定位的精度;提出了基于两段序列匹配后的重心位置计算INS前期积累误差的算法,实现了对INS的准确修正,确保了载体的定向精度。试验验证了这些方法的正确性。     

基于TOF模式的UWB定位原理与精度验证

通过分析基于飞行时间(time of flight,TOF)的超宽带(ultra wide band,UWB)距离测量的特性,利用卡尔曼滤波及其变式处理原始TOF测距值,剔除TOF测距粗差并对距离观测值进行降噪处理以减小观测误差的影响;同时利用已知长度分析多路径效应和非视距环境等对TOF测距系统误差的影响规律。基于该实验数据的定位结果表明,在较好地改正TOF测距系统误差的情况下,UWB静态定位精度能达到10 cm以内,动态定位精度优于0.2m。     

基于无线局域网IEEE802.11技术的地理空间定位方法

分析对比了多种地理空间定位方法,归纳了各种不同尺度下定位的特点,以及定位方法的实现过程,从IEEE802.11无线局域网技术的MAC协议出发,提出了基于无线局域网IEEE802.11技术的地理空间定位方法,实现的技术流程,并分析了其发展趋势。利用MAC的帧头和帧体都可以实现定位功能,利用MAC帧头的定位可以适用于计算能力较强的移动台上,而利用帧体的定位,由于只需解析内容不需要查询计算,所以能够用于手机等移动对象。使用无线局域网可以实现定位平台,同时又能实现无线接入的通信功能,所以大大降低了总的建设成本,因此具有很大的现实意义。     

基于工作流技术的公共地理框架数据更新系统设计

针对现有公共地理框架数据更新作业过程中存在的流程不畅、进度难以把控等问题,简要介绍了工作流即工作流管理系统的参考模型,并将工作流技术引入公共地理框架数据的更新作业流程中,实现更新作业过程中流程的自动扭转,减少流程的闲置时间,增强项目管理控制的能力。     

基于Flex技术的应急地理信息服务系统设计与实现

应急地理信息服务系统具有数据量大、结构复杂、对信息实时性要求高等特点.随着计算机与网络的发展,如何利用信息化的手段,更加快速高效地处理各种应急事件变得越来越重要.一直以来,由于Web技术的局限性,很难将应急地理信息服务系统作为Web应用来发布.但是,随着WebGIS,Flex,JavaEE等技术的产生和发展,Web应用的功能越来越强大,并且已经在很多领域逐渐取代了桌面应用.针对应急地理信息服务系统的要求与特点,综合以上技术,提出了一种基于Flex技术的应急地理信息服务系统设计方案,并在项目中进行实现.结果表明,应用这种系统架构可以提高系统的开发部署效率,满足系统扩展性和维护性的要求,同时具有丰富的用户体验和人机交互.