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AUSLUN:用于GNSS拒止环境下海上搜索与导航的固定悬停无人机-无人船系统

机器人学 2026-06-29 v1

摘要

全球导航卫星系统(GNSS)拒止会阻止无人水面艇(USV)既无法找到远处的船只,也无法保持全局参考的接近方式。本文介绍了AUSLUN(自动无人机搜索、定位和USV导航),一种固定悬停的空-面系统,它使用一个沿海无人机(UAV),通过视觉惯性里程计(VIO)估计自身姿态,作为远程传感和导航锚点。核心设计将传感运动从UAV平移转移到变焦吊舱,并通过三个耦合元素闭环:多边形感知的环形吊舱扫描、模态感知的方位-距离定位,以及具有视觉丢失恢复的目标相对USV引导。相同的门控递归估计器对非合作目标使用激光测距,对合作USV使用数据链测距。搜索规划模拟表明,与匹配的固定扇区扫描相比,自适应偏航边界减少了扫描时间和冗余覆盖,而GPS参考的现场数据表明,门控递归估计器在定位精度上优于非递归基线。一项综合海上任务进一步演示了从搜索到导航的完整序列,包括故意触发的视觉丢失恢复。这些结果确立了固定悬停无人机辅助在沿海GNSS拒止环境中对静止目标接近的可行性和运行边界。源代码和视频演示可在 https://github.com/xirhxq/pod_search 和 https://youtu.be/S-5RkJs35JI 公开获取。

关键词

引用

@article{arxiv.2606.29875,
  title  = {AUSLUN: A Fixed-Hover UAV--USV System for GNSS-Denied Maritime Search and Navigation},
  author = {Siyuan Yang and Zikai Jia and Hailiang Kuang and Xiaoyu He and Qizhi Guo and Yihao Dong and Shaoming He},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2606.29875},
  year   = {2026}
}

备注

10 pages, 7 figures