检索结果-内蒙古大学图书馆

中南大学学报（自然科学版） 2012年第8期43卷 3085-3090页

作者：严卫生房新鹏崔荣鑫西北工业大学航海学院陕西西安710072

针对基于单信标测距的自主水下航行器(AUV)定位系统观测性问题,建立AUV三维空间运动学模型,选取实物平台常用的深度、偏航角和俯仰角作为基本观测量辅助距离信息进行水下定位,利用基于Lie导数的非线性系统观测性秩判据分析不同辅助测量... 详细信息

针对基于单信标测距的自主水下航行器(AUV)定位系统观测性问题,建立AUV三维空间运动学模型,选取实物平台常用的深度、偏航角和俯仰角作为基本观测量辅助距离信息进行水下定位,利用基于Lie导数的非线性系统观测性秩判据分析不同辅助测量值下系统的可观性以及控制输入和运动路径对可观性的影响。研究结果表明:满足定位系统可观测的最简量测组合为距离值和偏航角,含有偏航角的辅助量测组合均使得定位系统可观测,系统控制输入和运动路径的变化会导致可观性发生变化。

关键词：单信标自主水下航行器观测性分析水下定位

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于单信标测距的水下导航系统可观测性分析

引用

西北工业大学学报 2011年第1期29卷 87-92页

作者：刘明雍李闻白刘富樯沈超西北工业大学航海学院陕西西安710072

导航问题是发展自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)所面临的难题之一。针对单信标测距导航方法中的系统可观测性问题,文章通过建立AUV的三维运动学模型,利用线性时变系统的局部可观测性理论得到了导航系统关于AUV三维... 详细信息

导航问题是发展自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)所面临的难题之一。针对单信标测距导航方法中的系统可观测性问题,文章通过建立AUV的三维运动学模型,利用线性时变系统的局部可观测性理论得到了导航系统关于AUV三维运动路径的可观测性条件,在此条件下实现了对AUV运动位置的在线估计。仿真结果表明,对于满足导航系统可测观性的运动路径,AUV的位置估计具有良好的收敛性和定位精度。

关键词：可观测性分析自主水下航行器估计卡尔曼滤波时变系统单信标

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

一种单信标测距辅助INS的导航方法

引用

中国惯性技术学报 2024年第6期32卷 586-591,597页

作者：童余德查峰黄晓颖陈永冰李文魁海军工程大学电气工程学院武汉430033 海军工程大学作战运筹与规划系武汉430033

传统基于地球物理场的匹配辅助惯性导航方法在基础数据变化特征不明显或数据缺乏等苛刻条件下,难以实现有效匹配定位。为解决这一问题,提出了一种单信标测距辅助惯性导航系统(INS)的方法。首先,在单信标测距解析基准图上引入相关极值匹... 详细信息

传统基于地球物理场的匹配辅助惯性导航方法在基础数据变化特征不明显或数据缺乏等苛刻条件下,难以实现有效匹配定位。为解决这一问题,提出了一种单信标测距辅助惯性导航系统(INS)的方法。首先,在单信标测距解析基准图上引入相关极值匹配辅助导航算法并进行重新建模。然后,采用差分进化寻优算法对该模型进行解算,并设计了一种固定匹配序列长度的建模方法以解决相关极值匹配算法实时性差的缺点。所提方法在缺乏地球物理基础数据条件下,仅需在海底布放单只声信标即可实现局部海域水下高精度实时定位。同时,由于采用的测距基准图为解析形式,所提方法也能较好地解决离散匹配算法定位精度受限于基准图分辨率等问题。最后,设计了相关实测实验,实验结果表明当惯导定位误差累积为1529.4 m时,采用所提方法与单信标匹配,定位误差减小为111.8 m,算法的有效性得到了验证。

关键词：单信标实时相关极值匹配惯性导航

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于单信标的无人水下航行器导航算法及改进

引用

水下无人系统学报 2021年第4期29卷 428-434页

作者：陈祥国尚凡蓝强国防科技大学气象海洋学院湖南长沙410073

基于单信标的无人水下航行器(UUV)导航算法具有所需潜标数量少、系统海上布放标校简单、维护成本较低等优点,结合UUV惯性导航系统后能够满足未来广域、低成本水下导航需求。针对单信标导航算法收敛速度较慢、非全局可观测等问题,提出增... 详细信息

基于单信标的无人水下航行器(UUV)导航算法具有所需潜标数量少、系统海上布放标校简单、维护成本较低等优点,结合UUV惯性导航系统后能够满足未来广域、低成本水下导航需求。针对单信标导航算法收敛速度较慢、非全局可观测等问题,提出增加目标径向速度观测量的单信标水下导航算法;分析了引入目标径向速度观测后的系统全局观测性,给出新的导航初值估计及跟踪方法;使用扩展卡尔曼滤波算法,建立4状态变量-3观测量(4SV-3OB)单信标导航模型,并通过数值仿真试验,得出4SV-3OB模型相较于传统单信标导航模型收敛时间减小约75%。仿真结果表明,增加目标径向速度作为系统观测量可有效简化单信标导航算法初值估计及跟踪流程,并能够显著减小导航算法收敛时间。

关键词：无人水下航行器单信标水下导航全局观测性扩展卡尔曼滤波

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于单信标纯方位测量的AUV水下定位方法

引用

水下无人系统学报 2018年第4期26卷 310-315,329页

作者：李佳橦张臣张宏欣中国人民解放军91439部队

在信标深度已知条件下,提出了一种基于单信标纯方位信息测量的自主水下航行器(AUV)实时定位方法,以解决单信标AUV水下定位中遇到的问题。不同于传统基于单信标测距信息方法,文中从坐标变换原理出发,构建了2自由度(2-DOF)姿态的AUV运动模... 详细信息

在信标深度已知条件下,提出了一种基于单信标纯方位信息测量的自主水下航行器(AUV)实时定位方法,以解决单信标AUV水下定位中遇到的问题。不同于传统基于单信标测距信息方法,文中从坐标变换原理出发,构建了2自由度(2-DOF)姿态的AUV运动模型,推导了深度已知条件下纯方位AUV定位的状态空间模型,在所建立模型的基础上采用扩展卡尔曼滤波器(EKF)进行求解,并针对EKF算法应用给出了一种滤波器调参方法,通过构建仿真试验对所提出方法进行了有效性验证,并将其与现有方法进行了对比分析。结果表明,在该仿真条件下,文中基于单信标方位观测模型的方法在滤波精度上要好于基于测距信息的方法,且收敛性能优于后者。

关键词：自主水下航行器定位方法单信标纯方位测量扩展卡尔曼滤波器

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

一种基于旋转RSS的单信标定位方法研究

一种基于旋转RSS的单信标定位方法研究

引用

作者：任丽晴西北大学

学位级别：硕士

无线定位技术已经成为移动和普适计算应用中的重要组成部分之一。本文提出了一种新的无线定位方法,即一种基于旋转RSS的单信标定位方法DE2,主要用来解决单信标场景下的定位问题。传统定位方法或者是需要在训练阶段通过人工记录的方式获... 详细信息

无线定位技术已经成为移动和普适计算应用中的重要组成部分之一。本文提出了一种新的无线定位方法,即一种基于旋转RSS的单信标定位方法DE2,主要用来解决单信标场景下的定位问题。传统定位方法或者是需要在训练阶段通过人工记录的方式获得关于某一应用场景的先验知识,这就意味着较大的人工开销；或者是需要一定数目的信标来保证定位阶段的精度,这就意味着较大的能量开销,整个网络的生命周期也会因此而降低。本文提出的定位方法DE2仅仅利用一个信标而且不需要大量的先验人工开销就能同时定位多个目标,其主要挑战在于如何利用单信标获得的有限信息实现定位。 DE2的灵感来源于这样一个事实,即只要确定一个未知节点相对于某一信标的方向和距离约束,就能利用这个信标确定这一未知节点的位置。当一个人绕着一个射频接收节点(即单信标)旋转时,人的身体会阻挡无线信号的传播,从而使得从发送节点(位置未知)到达这个接收节点(位置已知)的无线信号在一定的旋转角度范围内发生衰减。DE2正好利用了人遮挡导致无线信号强度发生衰减的现象来获得未知节点和单信标之间的方向约束；与此同时,利用射频信号传播模型和人绕接收节点旋转一圈得到的旋转RSS信息,对应的距离约束也可以得到。 DE2打破了无线定位领域在定位时对最小信标数目的限制,而且不需要花费较多的先验人工开销。本文通过单信标无线网络环境下的真实实验,验证了DE2的可靠性和实用性。实验结果表明在这些应用场景下DE2有很好的定位效果。

关键词：无线网络旋转RSS 单信标定位方法

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于单信标的水下移动节点定位技术研究

基于单信标的水下移动节点定位技术研究

引用

作者：李裕隆浙江大学

学位级别：硕士

水声传感网络(Underwater Acoustic Sensor Network,UWASN)在海洋的勘探与开发中具有重要作用。在UWASN中,精确定位是水下节点完成各项任务的重要保障,对水下节点规划路径、避开障碍和安全返航有着关键作用。传统长基线(Long Baseline,L... 详细信息

水声传感网络(Underwater Acoustic Sensor Network,UWASN)在海洋的勘探与开发中具有重要作用。在UWASN中,精确定位是水下节点完成各项任务的重要保障,对水下节点规划路径、避开障碍和安全返航有着关键作用。传统长基线(Long Baseline,LBL)定位系统的部署和回收成本较高,而短基线(Short Baseline,SBL)和超短基线(Ultrashort Baseline,USBL)定位系统在深海的精度有限。因此,在保证定位精度的前提下,降低系统的部署成本成为水声定位的一个研究方向。在此背景下,业界发展出了基于单信标的定位方法,仅通过一个信标节点的斜距信息和水下移动节点的运动信息来实现定位功能。目前大多数的水下定位模型都基于同步的UWASN设计,然而由于复杂的水下环境,节点间的时钟同步难以实现。此外,现有的定位机制大多需要水下移动节点发送询问或应答信号,这会增大节点的能量开销,也不利于节点保持隐蔽。因此,基于上述系统需求,设计基于单信标的水下移动节点定位方法具有重要的研究意义与应用价值。针对声波在水下传播过程中,声速变化导致声线弯曲,从而影响斜距测量的问题,论文将声速剖面进行等梯度分层处理。首先研究了单层等梯度声速剖面中声线传播的轨迹方程与路径参数,并以此为基础推广到多层声速剖面,利用声线轨迹推导了斜距和传播时延,给出了平均声速的计算方法。考虑到水下移动节点不对外发送信息的要求和节点时钟难以同步的特性,论文提出了水下移动节点在异步条件下的被动定位模型。通过水下移动节点的航位推算信息,构建相邻状态的位置关系,在此基础上结合斜距方程进行位置估计。此外,论文建立了水下移动节点的缓存状态模型,运用总体最小二乘(Total Least Squares,TLS)的位置估计方法,将基于方程求解的数学问题转化为基于信息处理的估计问题,从而减小了测量噪声对定位结果的影响。仿真结果表明,在3000m×2000m的海域中,水下移动节点的位置估计误差基本在100m以内,在靠近信标节点的区域,位置估计误差在20m以内。根据水下移动节点的位置跟踪需求,论文提出了一种序贯跟踪方法。针对水下移动节点时钟漂移和航位信息测量不准确的问题,扩展了系统的状态量,并在此基础上构建了系统的状态方程与测量方程。通过泰勒级数展开的办法对测量方程进行线性近似,并利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)实现水下移动节点的位置跟踪。仿真结果表明,在3000m×2000m的海域中,位置跟踪误差基本在90m以内。论文对所提出的水下移动节点位置估计与跟踪方法在千岛湖进行了湖泊试验。试验结果表明,水下移动节点的位置估计误差基本在40m以内,跟踪误差基本在30m以内,论文提出的定位方法可以实现水下移动节点的定位功能。

关键词：水声传感网络被动定位单信标位置估计序贯跟踪

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于单信标和惯性视觉的水下自主航行器组合定位研究

基于单信标和惯性视觉的水下自主航行器组合定位研究

引用

作者：鲍雨北京邮电大学

学位级别：硕士

近年来,水下自主航行器(AUV)被广泛应用于各种复杂的水下任务,包括海底地形绘制、海洋矿产资源调查以及海洋环境监测等等。AUV的准确定位对于确保其自身安全以及采集数据的准确性至关重要。由于全球定位系统信号在深海中无法使用,所以AU... 详细信息

近年来,水下自主航行器(AUV)被广泛应用于各种复杂的水下任务,包括海底地形绘制、海洋矿产资源调查以及海洋环境监测等等。AUV的准确定位对于确保其自身安全以及采集数据的准确性至关重要。由于全球定位系统信号在深海中无法使用,所以AUV导航定位成为了一个相对于地面机器人定位来说,更具有挑战性的问题。相对于传统水声定位系统来说,基于单信标测距的声学定位只需要布放一个信标,为AUV定位系统节省了显著的时间和成本,是目前AUV定位的一个研究热点。本文将针对基于单信标测距的AUV组合定位存在的问题进行深入研究,并提出解决方案:提出了一种基于扩展卡尔曼滤波和非线性优化融合的单信标辅助惯性定位算法。针对目前常用的两种单信标-惯性组合定位算法存在的问题:经典的扩展卡尔曼滤波(EKF)法仅用一次距离量测信息,虚拟长基线(VLBL)法忽略惯性导航引入的量测误差,提出本方案。本方案既结合了 EKF法简单实时性好的优点,又同时利用非线性优化处理多个距离量测,并且通过引入预积分惯性量测单元(IMU)量测模型,考虑了由IMU测量声学距离量测间的相对运动所引入的不确定性。非线性优化提供了单信标的最优相对位置,用于EKF全局状态更新。仿真结果表明,本方案的定位精度相比传统的两种定位方案有一定提升,同时满足可靠性和实时性的要求。提出了一种基于单信标测距和视觉测距融合的定位算法。在VLBL法中,测量相对运动的传感器主要是昂贵的多普勒测速仪(DVL)或者IMU,在例如靠近海床的一些场景下,相机也可以作为一种运动传感器。本方案利用了声学和视觉信息更新频率不同的特性,将视觉测距(VO)作为相邻声学距离数据之间的桥梁,将VO的参考点自动移至每个新的声学位置,VO利用全局优化求解出最优的相对位移,用于VLBL的求解。通过真实水下图像数据以及仿真的声学距离量测数据进行的仿真实验,验证了提出的声光结合定位算法的可行性。

关键词：水下自主航行器水下定位单信标惯性导航视觉测距

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

单信标距离测量的AUV导航方法

引用

西安工业大学学报 2012年第7期32卷 557-562,571页

作者：张淼李闻白王冬温州大学机电工程学院温州325027 西部证券股份有限公司信息技术部西安710004

针对单信标测距导航方法中的系统可观测性和洋流干扰问题,通过建立自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)的三维运动学模型,利用线性时变系统的局部可观测性理论得到了系统关于AUV运动路径的可观测性条件,并采用扩展Kalma... 详细信息

针对单信标测距导航方法中的系统可观测性和洋流干扰问题,通过建立自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)的三维运动学模型,利用线性时变系统的局部可观测性理论得到了系统关于AUV运动路径的可观测性条件,并采用扩展Kalman滤波导航算法实现了对AUV的位置和未知洋流的在线估计.仿真结果表明,对于满足系统可观测性的运动路径,该导航方法可有效抑制洋流干扰下系统的定位误差增长,使定位误差保持有界,并对未知洋流做出较为准确的估计.

关键词： AUV 单信标可观测性洋流估计扩展Kalman滤波

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

单信标水声定位技术研究现状及应用展望

引用

导航定位学报 2022年第2期10卷 13-20页

作者：于燕婷许江宁林恩凡吴苗海军工程大学电气工程学院武汉430033

针对未来水下载体长航时、远距离和高精度的定位需求,分析了传统长基线和超短基线等传统水声定位技术应用特点,指出了单信标水声定位技术在全球海域定位中的应用优势。详细介绍了基于虚拟长基线与位置跟踪两大类单信标水声定位方法及其... 详细信息

针对未来水下载体长航时、远距离和高精度的定位需求,分析了传统长基线和超短基线等传统水声定位技术应用特点,指出了单信标水声定位技术在全球海域定位中的应用优势。详细介绍了基于虚拟长基线与位置跟踪两大类单信标水声定位方法及其研究进展,概括分析当前单信标水声定位技术现状,并结合水下定位、导航及授时体系建设需求,对单信标水声定位技术应用前景进行展望。

关键词：单信标水声定位超短基线长基线虚拟长基线位置跟踪

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：