基于距离测量的水下航行器位置与姿态估计
最优化与控制
2019-07-03 v2
摘要
定位是实现水下航行器自主性的重要必备任务。定位旨在根据可用测量确定航行器质心位置与姿态。本文关注利用航行器多个机载接收机与声学信标（更具体地，长基线（LBL）信标）通信所获得单向传播时间（OWTT）测量进行定位。距离可通过OWTT乘以声速推断；然而，水体条件可随空间和时间变化，导致距离测量的不确定性。信标距接收机越远，不确定性越大。所提定位方法通过将真实距离限定为随距离测量递增（标定）的函数来刻画该不确定性。该标定函数的确定被表述为多项式优化问题，是定位的关键步骤。所提两步定位流程如下：基于接收机来自信标的特定距离测量，提出凸优化问题估计接收机位置，该估计本质上是接收机可能位置集合的中心。第二步，利用刚体运动约束修正航行器位置估计，从而确定刚体姿态。文末给出的数值示例与实验结果验证了本文所开发的方法。
引用
@article{arxiv.1808.03198,
title = {Estimation of Location and Orientation for Underwater Vehicles from Range Measurements},
author = {Sai Krishna Kanth Hari and Kaarthik Sundar and Jose Braga and Joao Teixeira and Joao Sousa and Swaroop Darbha},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.03198},
year = {2019}
}
备注
15 pages