DS-SLAM: A Semantic Visual SLAM towards Dynamic Environments

Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) is considered to be a fundamental capability for intelligent mobile robots. Over the past decades, many impressed SLAM systems have been developed and achieved good performance under certain circumstances. However, some problems are still not well solved, for example, how to tackle the moving objects in the dynamic environments, how to make the robots truly understand the surroundings and accomplish advanced tasks. In this paper, a robust semantic visual SLAM towards dynamic environments named DS-SLAM is proposed. Five threads run in parallel in DS-SLAM: tracking, semantic segmentation, local mapping, loop closing, and dense semantic map creation. DS-SLAM combines semantic segmentation network with moving consistency check method to reduce the impact of dynamic objects, and thus the localization accuracy is highly improved in dynamic environments. Meanwhile, a dense semantic octo-tree map is produced, which could be employed for high-level tasks. We conduct experiments both on TUM RGB-D dataset and in the real-world environment. The results demonstrate the absolute trajectory accuracy in DS-SLAM can be improved by one order of magnitude compared with ORB-SLAM2. It is one of the state-of-the-art SLAM systems in high-dynamic environments. Now the code is available at our github: https://github.com/ivipsourcecode/DS-SLAMComment: 7 pages, accepted at the 2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2018). Now the code is available at our github: https://github.com/ivipsourcecode/DS-SLA

Biología pesquera de la pota gigante Dosidicus gigas en aguas exteriores a la Zona Económica Exclusiva de Chile

The jumbo flying squid Dosidicus gigas is widely distributed in the eastern Pacific Ocean and supports an important fishery. Although many studies have been carried out on the biology of this species, limited biological information is available in the waters outside the Exclusive Economic Zone of Chile (EEZ) (20°S-41°S and 74°30’W-84°W). Three surveys were conducted in this area by the Chinese squid jigging vessels during the period from April 2006 to May 2008. The majority of the catch in the survey was from the two areas defined by 37°30’-41°S and 78°30’-80°W and by 25°-30°S and 76°-77°30’W. The sex ratio (M: F) of the catch was 1: 2.48. The mean mantle length (ML) was 376 mm for males with a range of 257-721 mm and 388.7 mm for females with a range of 236-837 mm. Two distinguished size classes, medium- and large-sized groups, were identified in this study with the medium-sized group (350-450 mm ML) consisting of 89% of the total catch. The sizes at first sexual maturity were 638 mm ML for females and 565 mm ML for males. This study suggests that all the individuals examined were hatched from March 2007 to February 2008, indicating that D. gigas might spawn all year around with a peak spawning time from November 2007 to January 2008. Most of the stomachs analyzed had food remains. The preys included three major groups: fish (mainly lanternfish), cephalopods and crustaceans, but D. gigas was the dominant species in the stomach contents, showing strong evidence of cannibalism. The information obtained from this study improves our understanding of the fishery biology of D. gigas off Chile.La pota gigante Dosidicus gigas está ampliamente distribuida en el océano Pacífico oriental y soporta una pesquería importante. Aunque se han realizado muchos estudios sobre la biología de esta especie, la información existente para aguas externas a la Zona Económica Exclusiva (ZEE) de Chile (20ºS-41ºS y 74º30’W-84ºW) es muy limitada. Los barcos poteros chinos realizaron tres campañas en esta área entre abril de 2006 y mayo de 2008. La mayoría de las capturas en esas campañas proceden de dos áreas definidas por las coordenadas 37º31’S-41ºS 78º30’W-80ºW y 25ºS-30ºS 76ºW-77º30’W, respectivamente. La relación sexual (M:H) en las capturas fue de 1:2.48. La longitud media del manto (LM) fue de 376 mm para los machos con un rango que varió entre 257 y 721 mm, y de 388.7 mm para las hembras (236-837 mm). Se diferenciaron dos clases de tamaño: un grupo medio, cuya LM varió entre 350 y 450 mm representando un 89% de la captura total, y un grupo grande. La talla de primera maduración sexual fue de 638 mm para las hembras y de 565 mm para los machos. Este trabajo sugiere que todos los individuos examinados habían nacido entre marzo de 2007 y febrero de 2008, lo cual indica que D. gigas puede frezar durante todo el año, habiendo existido un pico de puesta desde noviembre de 2007 hasta enero de 2008. La mayoría de los estómagos analizados contenían restos. Las presas incluyen tres grandes grupos de organismos: peces (principalmente mictófidos), cefalópodos y crustáceos. Sin embargo, D. gigas fue la presa dominate en los contenidos estomacales, lo cual es una evidencia del fuerte canibalismo existente en esta especie. La información que se deriva de este trabajo mejora nuestro conocimiento sobre la biología de D. gigas frente a Chile

Identificación de las poblaciones de pota saltadora (Ommastrephes bartramii) en el Pacífico Norte a partir de la morfología de estatolitos y mandíbulas

Cephalopods are becoming increasingly important in global fisheries as a result of increased landings and are playing an important ecological role in the trophic dynamics of marine ecosystems. Ommastrephes bartramii is a pelagic cephalopod species with two widely distributed spawning stocks in the North Pacific Ocean. It is also a major fishing target for the Chinese squid jigging fleets. Successful separation of these two spawning stocks is critical to fisheries management, but tends to be challenging because of their similar morphology. In this study we attempted to identify the stocks based on discriminant analyses of 9 morphological variables of statolith and 12 variables of beaks measured for O. bartramii samples in the North Pacific. A significant difference was revealed in the standardized beak and statolith variables between sexes in the northeast (NE) stock (P 0.05), whereas the NW stock showed no significant difference in either sex for the statolith variables (P > 0.05). The same sex also revealed different patterns with different hard structures between the two stocks. In t-tests females showed significant differences between stocks in statolith morphology (P 0.05), but showed no difference between cohorts (P > 0.05) in beak morphometric variables. With the combination of two standardized hard parts, correct classification of stepwise discriminant analysis (SDA) was raised by nearly 20% compared with using only one structure, although overlaps of the NW stock were still found in the scatter-plots. It is concluded that adding more appropriate hard structure variables will effectively increase the success of separating geographic stocks by the SDA method.Los cefalópodos son cada vez más importantes en las pesquerías mundiales como consecuencia de su volumen de capturas, jugando un importante rol en la red trófica de los ecosistemas marinos. Ommastrephes bartramii es una especie de cefalópodo pelágico con dos poblaciones de desove de amplia distribución en el Pacífico Norte. Asímismo, es un importante objetivo de las flotas pesqueras chinas de potera automática. La adecuada identificación de sus dos poblaciones de desove es fundamental para la gestión de esta pesquería, siendo una difícil tarea debido a su morfología similar. En este estudio se pretende identificar los stocks en función de los análisis discriminantes de nueve variables morfológicas del estatolito y doce variables de las mandíbulas, obtenidas en muestras de O. bartramii del Pacífico Norte. Se hallaron diferencias significativas entre sexos en las variables mandíbula y estatolito para el stock del noreste (stock NE) (P 0.05), las medidas del estatolito no mostraron diferencias significativas en ambos sexos para el stock NO (P > 0.05). Para cada sexo, también se hallaron diferencias entre las estructuras duras de ambos stocks. Los tests T-Student mostraron diferencias entre las hembras de ambos stocks en relación a la morfología del estatolito (P 0.05), no observándose diferencias entre las cohortes de machos (P > 0.05) en las variables morfométricas de la mandíbula entre los dos stocks. En comparación con el uso de una sola estructura dura, el estudio conjunto de ambas estructuras mediante análisis discriminante incrementó en cerca de un 20% la correcta asignación a los diferentes stocks, a pesar de algunos solapamientos observados en los diagramas de dispersión del stock NO. Se puede considerar que el empleo adicional de estructuras duras adecuadas aumentará la probabilidad de identificar los stocks mediante análisis discriminante

High-endurance megahertz electrical self-oscillation in Ti/NbO x bilayer structures

Electrical self-oscillation is reported for a Ti/NbOx negative differential resistance device incorporated in a simple electric circuit configuration. Measurements confirm stable operation of the oscillator at source voltages as low as 1.06 V

Bipolar resistive switching properties of microcrystalline TiO2 thin films deposited by pulsed laser deposition

TiO2 thin films were deposited on ITO (indium-tin-oxide)-buffered glass by pulsed laser deposition. Bipolar resistive switching behaviors of Ag/microcrystalline TiO2/ITO stacked structures were systematically investigated. Dependence of switching voltag

Identificación de las especies: Ommastrephes bartramii, Dosidicus gigas, Sthenoteuthis oualaniensis e Illex argentinus (Ommastrephidae) a través de medidas morfológicas de sus picos

Four oceanic squid species, Ommastrephes bartramii, Dosidicus gigas, Sthenoteuthis oualaniensis and Illex argentinus, not only support important commercial fisheries, but also play a vital role in their marine ecosystems. It is therefore important to identify them in the analyses of their predators’ stomach contents as this can yield critical information on the trophic dynamics of ecosystems. Hard beaks of the four species frequently found in their predators’ stomachs can be used to identify them. In this study, to remove the effect of size differences among individuals, measurements of upper and lower beaks were standardized with an allometric model. A discriminant analysis was carried out to compare morphological differences among the four species and between the sexes for each species. The upper rostral width and upper rostral length showed the greatest interspecific variation in the beak morphological variables of the four Ommastrephidae. The linear discriminant functions of beak morphological variables were developed for the four Ommastraphidae, which resulted in a rate of correct species classification of over 97%. Sexual dimorphism was also found in the beak morphology of O. bartramii and I. argentinus. This study suggests that morphological variables can be used to reliably classify Ommastrephidae at genus level, which can help identify the specie in the stomachs of cephalopod predators. This helps to improve the understanding of the role cephalopods play in their marine ecosystems.Las cuatro especies de calamares: Ommastrephes bartramii, Dosidicus gigas, Sthenoteuthis oualaniensis e Illex argentinus, sometidas a una importante presión pesquera, juegan un papel significativo dentro de los ecosistemas marinos a los que pertenecen. Al ser los picos de estas especies resistentes, las medidas de diversos aspectos de su morfología pueden servir para identificarlas en análisis de contenidos estomacales de sus depredadores. Ello permite obtener una información crucial sobre la dinámica trófica de los ecosistemas. En el presente estudio, las medidas realizadas en los picos superior e inferior de los Ommastrephidae se han normalizado mediante un modelo de crecimiento alométrico, para evitar la influencia del efecto tamaño de los individuos. A continuación, mediante un análisis discriminante, se han estudiado las diferencias morfológicas entre las cuatro especies, así como entre machos y hembras. Las medidas que presentaban mayores variaciones eran la anchura y longitud del rostro superior. Mediante funciones discriminantes lineales de las medidas morfológicas normalizadas de sus picos, se han conseguido clasificar las cuatro especies de Ommastraphidae, con una fiabilidad superior al 97%. Asimismo, a través de sus medidas morfológicas, se ha encontrado un claro dimorfismo sexual en los picos de O. bartramii e I. argentinus. El presente estudio sugiere que las medidas morfológicas pueden ser útiles para clasificar correctamente los Ommastrephidae a nivel de género, y puede permitir identificar la especie en contenidos estomacales de depredadores de cefalópodos, lo cual mejorará el conocimiento del papel de los cefalópodos en los ecosistemas marinos en los que se integran

Threshold switching and electrical self-oscillation in niobium oxide films

Electrical self-sustained oscillations have been observed in a broad range of two-terminal systems and are of interest as possible building blocks for bio-inspired neuromorphic computing. In this work, we experimentally explore voltage-controlled oscillations in NbOx devices with a particular focus on understanding how the frequency and waveform are influenced by circuit parameters. We also introduce a finite element model of the device based on a Joule-heating induced insulator-metal transition. The electroformed device structure is represented by a cylindrical conductive channel (filament) comprised of NbO/NbO2 zones and surrounded by an Nb2O5−x matrix. The model is shown to reproduce the current-controlled negative differential resistance observed in measured current-voltage curves, and is combined with circuit elements to simulate the waveforms and dynamics of an isolated Pearson–Anson oscillator. Such modeling is shown to provide considerable insight into the relationship between the material response and device and circuit characteristics

Modelos lineales generalizados bayesianos para la estandardización de CPUE: aplicación a la pesquería de calamar mediante jigging en el Pacífico noroccidental

Generalized linear Bayesian (GLBM) non-hierarchical and hierarchical models were developed for standardization of catch per unit effort (CPUE). The GLBM containing the covariates of month, latitude, sea surface temperature (SST), sea surface salinity (SSS) and sea level height (SLH) had the best fit for the Chinese squid-jigging fishery of Ommastrephes bartramii in the northwest Pacific Ocean based on deviance information criteria. This best-fitting model tends to be more ecologically sound than other CPUE standardization models, such as generalized linear models and generalized additive models. GLBM was also used to deal with the problems of estimating stock abundance index (i.e. standardized CPUE) resulting from increased spatial heterogeneity of spatial dynamics of fishing efforts in the squid fishery by predicting the standardized CPUE for unfished areas. The standardized CPUE based on data including predicted CPUE of unfished areas was lower than the derived CPUE based on data with observed CPUE alone, in particular during the fishing peak of August to October. This study indicates that it is more appropriate to use the standardized CPUE derived from data including both predicted CPUE of unfished areas and observed CPUE of fished area as a stock abundance index. We suggest that the proposed method be used in CPUE standardization to account for impacts of large spatial heterogeneity of fishing efforts in fisheries.Se desarrollan modelos lineales generalizados bayesianos (GLBM) jerárquicos y no-jerárquicos para la estandardización de captura por unidad de esfuerzo (CPUE). El modelo GLBM seleccionado para la pesquería del calamar Ommastrephes bartramii mediante jigging en el Pacífico noroccidental incorporó las variables explicativas mes, latitud, temperatura superficial del mar (SST), salinidad superficial del mar (SSS) y altura del nivel del mar (SLH). La selección del modelo se basó en el Criterio de Información de la Desviación (DIC). El modelo que mejor se ajustó a los datos tiene más sentido ecológico comparado con modelos de estandardización de CPUE basado en modelos lineales generalizados y modelos aditivos generalizados. Se utilizó también el GLBM para tratar el problema de la estimación de un índice de abundancia del stock (es decir, CPUE estandardizada) frente a la elevada heterogeneidad espacial en la dinámica del esfuerzo en la pesquería del calamar mediante la predicción de la CPUE estandardizada en áreas no pescadas. La CPUE estandardizada en base a los datos que incluyen la CPUE predicha en áreas no pescadas fue inferior a la CPUE derivada en base solamente a la CPUE observada, especialmente durante el pico de pesca de Agosto a Octubre. Este estudio muestra que es más apropiado usar la CPUE estandardizada derivada de datos que incluyen al mismo tiempo la CPUE predicha de las áreas no pescadas y la CPUE observada en el área pescada como índice de abundancia del stock. Se sugiere que se use el método propuesto para la estandardización de CPUE teniendo en cuenta la gran heterogeneidad espacial del esfuerzo pesquero

DETERMINING LIKE PEERS AND DOMINANT FEATURES USING MACHINE LEARNING

Peer comparison is one of the most desirable features for network customers. One of the most frequently asked questions is, How does my company\u27s network performance compare with that of my peers? To provide effective peer comparison results there are two fundamental questions that must be resolved – the first question concerns finding the most similar peers and the second question addresses understanding why the peers are similar. To address these types of challenges, techniques are presented herein that leverage machine learning (ML) models to resolve the two fundamental questions that were described above. Aspects of the presented techniques encompass an end-to-end system, which for convenience may be referred to herein as DeepSense, which resolves the entire lifecycle mystery of peer comparison. Additionally, aspects of the presented techniques employ a singular value decomposition (SVD) algorithm to define similarity among customers in a way that is able to overcome the limitations that are caused by latent information. Further, aspects of the presented techniques leverage non-negative matrix factorization (NMF) to capture the dominant features which can influence the similarity among peers. Still further, aspects of the presented techniques support a user-friendly customer interface in real working production systems

Hierarchical control strategy for unbalanced voltage in an islanded microgrid

When the microgrid is running in an islanded mode, unbalanced loads result in microgrid voltage unbalance. The voltage unbalance factor at the Point of Common Coupling (PCC) is a key parameter in measurement of microgrid power quality. To improve microgrid power quality, many documents utilize micro-source voltage measurement results to help adjust the unbalance factor of microgrid voltage. However, due to line impedance presence, there are differences between micro-source output voltage and PCC voltage. Therefore, it is impossible for a micro-source to control the unbalance factor of PCC voltage with high precision by measuring its own output voltage. Based on equivalent circuit, the present paper analyzes the negative sequence component relationship among micro-source output voltage, line impedance voltage drop, and PCC voltage. It further proposes a hierarchical-control-based method to control the unbalance factor of PCC voltage with high accuracy, and analyzes the impact of secondary control delay on system stability by root locus calculating. Finally, the control strategy is validated in an islanded microgrid system with two micro-sources. The experimental results show the effectiveness and feasibility of the proposed control strategy.Під час роботи мікроенергосистеми (МЕ) в ізольованому режимі незбалансовані навантаження призводять до дисбалансу напруги у ній. Фактор дисбалансу напруги у точці спільного приєднання (ТСП) є основним параметром при вимірюванні якості електроенергії МЕ. Для підвищення якості електроенергії МЕ використовують результати вимірювань напруги мікроджерел для врегулювання фактора дисбалансу напруги МЕ. Проте через наявність повного вхідного опору лінії існують відмінності між вихідною напругою мікрождерела та напругою ТСП. Тому мікроджерело не може контролювати фактор дисбалансу напруги ТСП з високою точністю шляхом вимірювання власної вихідної напруги. На базі еквівалентної схеми у даній статті аналізуються відношення складової оберненої послідовності між вихідною напругою мікроджерела, падінням напруги повного вхідного опору лінії та напругою у ТСП. Також для контролю фактора дисбалансу напруги ТСП із високою точністю пропонується метод на основі ієрархічного контролю, аналізується вплив затримки вторинного контролю на стабільність системи. Стратегія контролю перевірялася в ізольованій мікроенергосистемі з двома мікроджерелами. Дослідні дані показують ефективність та доцільність запропонованої стратегії контролю.При работе микроэнергосистемы (МЭ) в изолированном режиме несбалансированые нагрузки приводят к дисбалансу напряжения в ней. Фактор дисбаланса напряжения в точке общего присоединения (ТОП) является основным параметром при измерении качества электроэнергии МЭ. Для улучшения качества электроэнергии МЭ используют результаты измерений напряжения микроисточников для урегулирования дисбаланса напряжения МЭ. Однако из-за наличия полного входного сопротивления линии существуют различия между выходным напряжением микроисточника и напряжением ТОП. Поэтому микроисточник не может контролировать дисбаланс напряжения ТОП с высокой точностью путем измерения собственного выходного напряжения. На основании эквивалентной схемы в данной статье анализируется отношение составляющей обратной последовательности между выходным напряжением микроисточника, падением напряжения полного входного сопротивления линии и напряжением в ТОП. Также для контроля фактора дисбаланса напряжения ТОП с высокой точностью предлагается метод на основе иерархического контроля, анализируется влияние задержки вторичного контроля на стабильность системы. Стратегия контроля проверялась в изолированной микроэнергосистеме с двумя микроисточниками. Опытные данные показывают эффективность и целесообразность предлагаемой стратегии контроля