350 руб
Журнал «Информационно-измерительные и управляющие системы» №9 за 2012 г.
Статья в номере:
Алгоритмы определения местоположения АНПА на основе информации о дальности до одного мобильного гидроакустического маяка
Ключевые слова: автономные необитаемые подводные аппараты оценивание местоположения навигационная система
Авторы:
А.Ф. Щербатюк - д.т.н., чл.-корр. РАН, Институт проблем морских технологий (ИПМТ), Дальневосточное отделение РАН (г. Владивосток). E-mail: alex-scherba@yandex.ru Ф.С. Дубровин - аспирант, Дальневосточный федеральный университет (г. Владивосток). E-mail: f_dubrovin@mail.ru
Аннотация:
Рассмотрена задача навигации автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА) на основе информации от датчиков бортовой автономной навигационной системы и дальностей до одного мобильного гидроакустического маяка, буксируемого обеспечивающим судном или автономным необитаемым водным (поверхностным) аппаратом. Предложен подход, в котором на предварительном этапе определяются начальное местоположение АНПА и эффективная скорость звукового сигнала в воде, а затем в процессе выполнения миссии для оценивания координат подводного аппарата используется алгоритм на основе фильтра Калмана. Разработан алгоритм формирования траектории движения мобильного маяка, позволяющий минимизировать ошибку определения местоположения АНПА. Приведены некоторые результаты работы рассмотренного подхода, полученные в процессе моделирования.
Страницы: 26-39
Список источников
  1. Агеев М.Д., Касаткин Б.А., Киселев Л.В. и др. Автоматические подводные аппараты. Л.: Судостроение. 1981.
  2. Агеев М.Д., Киселев Л.В., Матвиенко Ю.В. и др. Автономные подводные роботы. Системы и технологии. М.: Наука. 2005.
  3. Matos A., Cruz N.AUV Navigation and Guidance in a Moving Acoustic Network // Proc. of OCEANS-05 MTS/IEEE. Brest. France. 2005.
  4. Curcio J., Leonard J., Vaganay J., Patrikalakis A., Bahr A., Battle D., Schmidt H., Grund M. Experiments in Moving Baseline Navigation using Autonomous Surface Craft // Proc. of OCEANS-05 MTS/IEEE. Washington, USA. 2005.
  5. Twiggs B., Kitts C., Ballou P. Self-Positioning Smart Buoys, The "Un-Buoy" Solution: Logistic Considerations using Autonomous Surface Craft Technology and Improved Communications Infrastructure// Proc. of OCEANS-06 MTS/IEEE. Boston, USA. 2006.
  6. Santos N., Matos A., Cruz N. Navigation of an Autonomous Underwater Vehicle in a Mobile Network // Proc. of OCEANS-08 MTS/IEEE. Quebec, Canada. 2008.
  7. Eustice R.M., Whitcomb L.L., Singh H., Grund M. Experimental Results in Synchronous-Clock One-Way-Travel-Time Acoustic Navigation for Autonomous Underwater Vehicles // Proc. of IEEE International Conference on Robotics and Automation. Rome, Italy. 2007.
  8. Eustice R.M., Singh H., Whitcomb L.L. Synchronous-Clock One-Way-Travel-Time Acoustic Navigation for Underwater Vehicles // Field Robotics, Special Issue on State of the Art in Maritime Autonomous Surface and Underwater Vehicles. 2011.
  9. Ваулин Ю.В., Матвиенко Ю.В., Щербатюк А.Ф. Навигационное обеспечение автономного необитаемого подводного аппарата ММТ-3000 // Материалы докл. XIV-й Междунар. конф. по интегрированным навигационным системам. СПб. 2007. C. 251-256.
  10. Hageh O.K., еt. al. Underwater Transponder Positioning and Navigation of Autonomous Underwater Vehicles // Proc. of OCEANS-09 MTS/IEEE. Biloxi, USA. 2009. October 26-29.
  11. Webster S.E., Eustice R.M., Singh H., Whitcomb L.L. Preliminary Deep Water Results in Single Beacon One Way Travel Time Acoustic Navigation for Underwater Vehicles // Proc. of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) 2009. St. Louis, MO. 2009.
  12. Ferreira B., Matos A., Cruz N. Single Beacon Navigation: Localization and Control of the MARES AUV // Proc. of OCEANS-10 MTS/IEEE. Seattle, USA. 2010. September 20-23.
  13. Webster S.E., Whitcomb L.L., Eustice R.M. Advances in Decentralized Single-Beacon Acoustic Navigation for Underwater Vehicles: Theory and Simulation // Proc. of IEEE/OES Autonomous Underwater Vehicles Conference. Monterey, CA, USA. 2010.
  14. Jouffroy J., Reger J. An Algebraic Perspective to Single-Transponder Underwater Navigation // Proc. of IEEE 2006 Conference. Munich, Germany. 2006.
  15. Morice C., Veres S. Geometric Bounding Techniques for Underwater Localisation using Range-Only Sensors // Systems and Control. 2010.
  16. Scherbatyuk A.Ph.Algorithms of AUV MMT3000 Positioning Based on Use of Towed Acoustic Transducer // Proceedings of 15th International Symposium on Unmanned Untethered Submersible Technology (UUST07). Durham, New Hampshire, USA. August 19-22 2007.
  17. Ваулин Ю.В., Дубровин Ф.С., Щербатюк А.Ф. Исследование некоторых алгоритмов одномаяковой навигации АНПА // Материалы докл. IV-й Всеросс. науч.-технич. конф. «Технические проблемы освоения Мирового океана». Владивосток: Дальнаука, 2011. С. 405-413.
  18. Boreyko A.A., Moun S.A., Scherbatyuk A.Ph. Precise UUV positioning based on images processing for underwater construction inspection // Proc. of PACOMS-08. Bangkok, Thailand. November 10-13 2008.
  19. Борейко А.А., Воронцов А.В., Кушнерик А.А., Щербатюк А.Ф. Алгоритмы обработки видео изображений для решения некоторых задач управления и навигации автономных необитаемых подводных аппаратов // Подводные исследования и робототехника. 2010. № 1. С. 29-39.