發(fā)布時(shí)間：2018-07-31 16:15

【摘要】：針對多水下自治機(jī)器人(unmanned underwater vehicle,UUV)協(xié)同定位過程中水聲通信延遲造成的定位失效問題,提出了一種基于狀態(tài)估計(jì)均方誤差最小的延時(shí)擴(kuò)展卡爾曼濾波(delayed extended Kalman filter,DEKF)定位誤差修正方法。首先建立考慮水聲通信延遲的系統(tǒng)狀態(tài)方程,利用狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣推導(dǎo)系統(tǒng)等效量測方程,然后給出多UUV考慮水聲通信延遲的擴(kuò)展卡爾曼濾波(extended Kalman filter,EKF)定位方法并分析其不足;最后在EKF方法的基礎(chǔ)上,分析量測信息延遲對狀態(tài)估計(jì)的影響,建立系統(tǒng)真實(shí)量測模型,設(shè)計(jì)基于狀態(tài)估計(jì)均方誤差最小的DEKF算法。仿真結(jié)果表明,該方法能夠有效地修正多UUV協(xié)同定位中由于水聲通信延遲造成的定位誤差,在工程實(shí)踐中具有一定參考意義。
[Abstract]:Aiming at the problem of localization failure caused by underwater acoustic communication delay in multi-underwater autonomous vehicle (unmanned underwater) cooperative positioning process, a delayed extended Kalman filter (delayed extended Kalman filter) positioning error correction method based on minimum mean square error of state estimation is proposed. First, the system state equation considering the delay of underwater acoustic communication is established, and the equivalent measurement equation of the system is derived by using the state transfer matrix. Then, the extended Kalman filter (EKF) location method with multiple UUV considering the delay of underwater acoustic communication is presented and its shortcomings are analyzed. Finally, on the basis of EKF method, the effect of measurement information delay on state estimation is analyzed, the real measurement model of the system is established, and the DEKF algorithm based on the minimum mean square error of state estimation is designed. The simulation results show that this method can effectively correct the localization error caused by underwater acoustic communication delay in multi-UUV cooperative location, and it has certain reference significance in engineering practice.
【作者單位】： 哈爾濱工程大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51379042,61203225) 中國博士后科學(xué)基金面上項(xiàng)目(2012M510083)資助課題
【分類號(hào)】：TN929.3;U675.7

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 姚堯;徐德民;張立川;嚴(yán)衛(wèi)生;;通信延遲下的多UUV協(xié)同定位——基于航跡預(yù)測的實(shí)時(shí)更新算法[J];機(jī)器人;2011年02期

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【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 楊峻巍;水下航行器導(dǎo)航及數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 曾浩瀚;多艦艇協(xié)同導(dǎo)航誤差分析與算法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

2 劉松海;水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位置導(dǎo)引軟件設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

【二級參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 張立川;劉明雍;徐德民;嚴(yán)衛(wèi)生;;基于水聲傳播延遲的主從式多無人水下航行器協(xié)同導(dǎo)航定位研究[J];兵工學(xué)報(bào);2009年12期

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3 張立川;徐德民;劉明雍;嚴(yán)衛(wèi)生;;基于移動(dòng)長基線的多AUV協(xié)同導(dǎo)航[J];機(jī)器人;2009年06期

4 張立川;劉明雍;徐德民;嚴(yán)衛(wèi)生;;多UUV協(xié)同導(dǎo)航與定位研究(英文)[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2008年19期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張立川;劉明雍;徐德民;嚴(yán)衛(wèi)生;;基于水聲傳播延遲的主從式多無人水下航行器協(xié)同導(dǎo)航定位研究[J];兵工學(xué)報(bào);2009年12期

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本文編號(hào)：2156117