Accurate and Efficient Seafloor Observations With Multiple Autonomous Underwater Vehicles: Theory and Experiments in a Hydrothermal Vent Field
Accurate and Efficient Seafloor Observations With Multiple Autonomous Underwater Vehicles: Theory and Experiments in a Hydrothermal Vent Field
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使用多个自主水下航行器进行准确有效的海底观测：热液喷口场的理论和实验
DOI：
10.1109/lra.2019.2902744
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发表时间：
2019
影响因子：
5.2
通讯作者：
Sakamaki Takashi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Matsuda Takumi;Maki Toshihiro;Sakamaki Takashi
这封信报告了一种多自主水下航行器（AUV）导航方法的海上实验，该方法依赖于单个高性能AUV，可以在没有任何支持的情况下准确估计其自身状态（位置和姿态）。在该方法中，存在父AUV和子AUV。后者只有最少的导航传感器，如微机电陀螺仪、单轴光纤陀螺仪和照相机，而前者可以在没有任何支持的情况下使用高级导航传感器，如惯性导航系统和多普勒测速仪来估计其自身状态。由于所有AUV都有声学定位和通信设备，子AUV也可以像父AUV一样准确地估计其自身状态;这要归功于与父AUV的相对定位。我们使用AUV在热液喷口区进行了海上实验。通过对传感器数据的后处理状态估计实验表明，该方法可以实现远距离导航，同时保持子AUV独立导航精度的5倍以上。
This letter reports the sea experiments of a navigation method for multiple autonomous underwater vehicles (AUVs) that relies on a single high-performance AUV, which can estimate its self-state (position and pose) accurately without any support. In the method, there is a parent AUV and child AUVs. While the latter have minimal navigational sensors, such as a microelectromechanical gyro, a single-axis fiber optic gyro and cameras, the former can estimate its self-state without any support using high-grade navigational sensors, such as an inertial navigation system and a Doppler velocity log. As all the AUVs have acoustic positioning and communication devices, the child AUVs can also estimate their self-state as accurately as the parent AUV; thanks to relative positioning with the parent AUV. We performed the sea experiments in a hydrothermal vent field using AUVs. Post-processing state estimation using sensor data from the experiments showed that the proposed method can realize long-distance navigation while maintaining an accuracy more than five times that for navigation independently performed by a child AUV.
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