Un método de posicionamiento de alta precisión para vehículos submarinos autónomos con retrasos en la comunicación
Autores: Li, Pei; Li, Zongyao; Chen, Chaoyang; Chen, Juan; Chen, Zuguo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un método de posicionamiento de alta precisión para vehículos submarinos autónomos con retrasos en la comunicación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Navegación submarina
Vehículos submarinos autónomos
Retrasos en la comunicación
Precisión de posicionamiento
Corrección del ángulo relativo
Medición Doppler
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
En la navegación submarina de vehículos submarinos autónomos (AUV), los retrasos en la comunicación ocurren con frecuencia, lo que conduce a una reducción en la precisión del posicionamiento. Para mitigar este desafío, este trabajo introduce un método novedoso para la corrección del ángulo relativo, con el objetivo de reconstruir la información de medición. Inicialmente, los datos de medición de Doppler se asimilan en la reconstrucción de ecuaciones de medición para determinar el ángulo relativo entre el AUV y el observatorio. Posteriormente, la información del ángulo obtenido se integra en el Filtro de Kalman Extendido (EKF) para la reconstrucción de ecuaciones de medición. El método propuesto reduce efectivamente los errores de posicionamiento causados por los retrasos en la comunicación hidroacústica, mejorando así la precisión del posicionamiento del AUV. La eficacia del método propuesto se demuestra a través de un estudio de simulación. Los resultados de la simulación revelan que la incorporación de la corrección del ángulo de Doppler en el método de información de medición reconstruida disminuye significativamente el error de localización en aproximadamente un 50% en comparación con el EKF y en alrededor de un 20% en comparación con el método que carece de corrección de ángulo.
Descripción
En la navegación submarina de vehículos submarinos autónomos (AUV), los retrasos en la comunicación ocurren con frecuencia, lo que conduce a una reducción en la precisión del posicionamiento. Para mitigar este desafío, este trabajo introduce un método novedoso para la corrección del ángulo relativo, con el objetivo de reconstruir la información de medición. Inicialmente, los datos de medición de Doppler se asimilan en la reconstrucción de ecuaciones de medición para determinar el ángulo relativo entre el AUV y el observatorio. Posteriormente, la información del ángulo obtenido se integra en el Filtro de Kalman Extendido (EKF) para la reconstrucción de ecuaciones de medición. El método propuesto reduce efectivamente los errores de posicionamiento causados por los retrasos en la comunicación hidroacústica, mejorando así la precisión del posicionamiento del AUV. La eficacia del método propuesto se demuestra a través de un estudio de simulación. Los resultados de la simulación revelan que la incorporación de la corrección del ángulo de Doppler en el método de información de medición reconstruida disminuye significativamente el error de localización en aproximadamente un 50% en comparación con el EKF y en alrededor de un 20% en comparación con el método que carece de corrección de ángulo.