主从式无人水面艇协同定位滤波方法与实验验证
A Cooperative Navigation Approach and Its Verification of USVs with Leader-fellower Structure
查看参考文献20篇
|
文摘
|
多无人水面艇(USV)协同导航定位技术是解决复杂作业环境下导航问题的重要途径。针对单主艇的主从式多USV的协同导航定位问题,建立了协同定位的状态空间模型,然后将非线性模型绕滤波值展开,得到非线性系统的线性化模型;利用扩展卡尔曼滤波算法进行信息融合;针对双艇间的距离、角度与协同定位精度的关系展开研究,对协同导航滤波算法使用李代数法进行了可观测性分析。研究表明,控制相邻两时刻主从艇之间距离和角度变化量是提高协同定位精度的有效措施。通过仿真和实验验证,为下一步深入研究和路径规划奠定了基础。 |
|
其他语种文摘
|
The cooperative navigation and localization technology of multi-USVs is an important way to solve the navigation problem in complex environment. For the cooperative navigation and localization of multi-USVs with leader-follower structure, a state space model of cooperative localization is built, and then a linear model is obtained by expanding the nonlinear model around filter value. An extended Kalman filter is designed to fuse the sensor information to locate the slave USV in real time. At last, the relationship among USV distances, angle and accuracy is researched, and the observability analysis of cooperative navigation filter algorithm is done with Lie algebra. The results show that the navigation accuracy is improved effectively by controlling the variations of distances and angles of leader and slave USVs between two adjacent moments, which is verified by simulation and experiment. |
|
来源
|
兵工学报
,2014,35(11):1836-1845 【核心库】
|
|
DOI
|
10.3969/j.issn.1000-1093.2014.11.015
|
|
关键词
|
控制科学与技术
;
无人水面艇
;
测距
;
协同定位
;
扩展卡尔曼滤波
|
|
地址
|
1.
哈尔滨工程大学自动化学院, 黑龙江, 哈尔滨, 150001
2.
陕西航天导航设备有限公司, 陕西, 宝鸡, 721006
|
|
语种
|
中文 |
|
文献类型
|
研究性论文 |
|
ISSN
|
1000-1093 |
|
学科
|
水路运输 |
|
基金
|
中国博士后科学基金
;
国家自然科学基金
;
黑龙江省自然科学基金
|
|
文献收藏号
|
CSCD:5299925
|
参考文献 共
20
共1页
|
|
1.
Kurazume R. Cooperative positioning with multiple robots.
International Conference on Robotics and Automation,1994:1250-1257
|
CSCD被引
5
次
|
|
|
|
|
2.
Win M Z. Network localization and navigation via cooperation.
IEEE Communication Magazine,2011,49(5):56-62
|
CSCD被引
16
次
|
|
|
|
|
3.
Hidaka Y S. Optimal formations for cooperative localization of mobile robots.
IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA),2005:4126-4131
|
CSCD被引
2
次
|
|
|
|
|
4.
Bahr A. Consistent cooperative localization.
IEEE International Conference on Robotics and Automation,2009
|
CSCD被引
1
次
|
|
|
|
|
5.
Engel R. Coordinated navigation of multiple underwater vehicles.
17th International Offshore and Polar Engineering Conference,2007:1066-1072
|
CSCD被引
1
次
|
|
|
|
|
6.
Nicosia J. Decentralized cooperative navigation for spacecraft.
2007 IEEE Aerospace Conference,2007:1-6
|
CSCD被引
1
次
|
|
|
|
|
7.
Willcox S. Multi-vehicle cooperativenavigation and autonomy with the bluefin CADRE system.
Proceedings of International Federation of Automatic Control Conference,2006:1-6
|
CSCD被引
2
次
|
|
|
|
|
8.
Curcio J. Experiments in moving baseline navigation using autonomous surface craft.
Proceedings of MTS/IEEE OCEANS,2005:730-735
|
CSCD被引
1
次
|
|
|
|
|
9.
Baccou P. Cooperative positioning and navigation for multiple AUV operations.
MTS/IEEE Oceans 2001 Conference Proceedings,2001:1816-1821
|
CSCD被引
1
次
|
|
|
|
|
10.
Singh S. Underwater acoustic navigation with the WHOI micro-modem.
Proceedings of the IEEE/MTS OCEANS Conference and Exhibition,2006:1-4
|
CSCD被引
1
次
|
|
|
|
|
11.
Bahr A.
Cooperative localization for autonomous underwater vehicles,2009
|
CSCD被引
8
次
|
|
|
|
|
12.
张立川. 基于水声传播延迟的主从式多无人水下航行器协同导航定位研究.
兵工学报,2009,30(12):1674-1678
|
CSCD被引
13
次
|
|
|
|
|
13.
Zhang L C. Cooperative navigation and location for multiple UUVs.
Journal of Marine Science and Application,2009,8(3):216-221
|
CSCD被引
3
次
|
|
|
|
|
14.
张立川. 无人水下航行器网络控制器设计.
船舶工程,2010,32(5):30-32
|
CSCD被引
1
次
|
|
|
|
|
15.
姚尧. 通信延迟下的多UUV协同定位----基于航迹预测的实时更新算法.
机器人,2011,33(1):161-168
|
CSCD被引
12
次
|
|
|
|
|
16.
李闻白. 基于单领航者相对位置测量的多AUV协同导航系统定位性能分析.
自动化学报,2011,37(6):724-736
|
CSCD被引
11
次
|
|
|
|
|
17.
张立川. 基于双水听器的多自主水下航行器协同导航方法.
系统工程与电子技术,2011,33(7):1603-1606
|
CSCD被引
6
次
|
|
|
|
|
18.
王玲. 基于相对方位的多机器人合作定位算法.
传感技术学报,2007,20(4):794-799
|
CSCD被引
14
次
|
|
|
|
|
19.
王玲.
未知环境中基于相对观测量的多机器人合作定位研究,2006
|
CSCD被引
2
次
|
|
|
|
|
20.
高伟. 基于双主交替领航的多AUV协同导航方法.
哈尔滨工程大学学报,2014,35(3):1-6
|
CSCD被引
1
次
|
|
|
|
|
了解气象卫星更多信息，请访问