集成逆超短基线的自主式水下航行器集群协同定位方法 |
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引用本文: | 刘峰,王宇雄,陈惠芳,谢磊.集成逆超短基线的自主式水下航行器集群协同定位方法[J].声学学报,2023(4):687-698. |
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作者姓名: | 刘峰 王宇雄 陈惠芳 谢磊 |
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作者单位: | 1.浙江大学信息与电子工程学院310027;2.浙江省信息处理与通信网络重点实验室310027;3.浙江大学舟山海洋研究中心316021; |
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基金项目: | 浙江省自然科学基金重点项目(LZ23F010006);国家重大科研仪器研制项目(42227901);国家自然科学基金项目(62271442);浙江省科技厅公益项目(GG22F019348)资助。 |
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摘 要: | 构建了集成逆超短基线的自主式水下航行器(AUV)协同定位因子图,提出了两种从AUV协同定位方法,即基于扩展卡尔曼滤波(EKF)协同定位方法和基于粒子置信度传播(BP)协同定位方法,并修正了主AUV定位误差的影响。其中,基于EKF的从AUV协同定位方法利用主AUV的定位信息,重构了从AUV的状态向量实现协同定位;而基于粒子BP的从AUV协同定位方法构建了测量粒子实现协同定位。所提出的方法能够解决传统方法实时性较差的问题,且仅需单程声学定位信号传输测量即可实现从AUV的定位。仿真结果表明,两种协同定位方法适用于不同定位能力的从AUV,均能实现较高精度的协同定位。相比于航位推算方法,两种从AUV协同定位方法的定位误差均减小80%以上,且有效抑制了定位误差累积问题。此外,在水声信道较高丢包率的情况下,所提出的协同定位方法能稳定工作,且定位性能没有明显受到影响。
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关 键 词: | AUV集群 协同定位 逆超短基线 因子图 卡尔曼滤波 置信度传播 |
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