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AUV_协同导航合作_

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简介:
AUV_协同导航合作_探索了多自主水下机器人系统如何通过信息交换实现高效定位与路径规划,以完成复杂水域环境下的协作任务。 仿真五种工况下AUV的定位误差: - 工况2:应答器基阵+速度传感器+角度传感器 - 工况3:AUV+AUV(重复)与速度传感器+角度传感器 (可能原文有误,这里假设是AUV和另一个AUV) - 工况4:仅使用应答器基阵 - 5:AUV+AUV(同样可能是原意为另一艘AUV)与速度传感器+角度传感器+应答器基阵

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客服
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  • AUV__
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    AUV_协同导航合作_探索了多自主水下机器人系统如何通过信息交换实现高效定位与路径规划,以完成复杂水域环境下的协作任务。 仿真五种工况下AUV的定位误差: - 工况2:应答器基阵+速度传感器+角度传感器 - 工况3:AUV+AUV(重复)与速度传感器+角度传感器 (可能原文有误,这里假设是AUV和另一个AUV) - 工况4:仅使用应答器基阵 - 5:AUV+AUV(同样可能是原意为另一艘AUV)与速度传感器+角度传感器+应答器基阵
  • EKF.zip_EKF_主从式结构_系统定位
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    本项目EKF协同导航采用主从式结构,通过扩展卡尔曼滤波技术实现多传感器导航系统的高效合作定位,提升复杂环境下的定位精度与稳定性。 在IT行业中,特别是在导航系统与传感器融合领域里,扩展卡尔曼滤波(EKF)是一种广泛应用的算法,用于处理非线性系统的状态估计问题。“ekf.zip”文件中的核心主题包括EKF协同导航、主从式结构以及协同导航的概念。结合“ekf.m”文件中的MATLAB代码可以帮助我们更好地理解其工作原理。 **扩展卡尔曼滤波(EKF)** 作为卡尔曼滤波的一种延伸,EKF适用于处理非线性系统的问题。通过递归地预测和更新步骤相结合的方式,在线估计系统的状态是卡尔曼滤波的主要功能。对于非线性的环境,EKF通过近似的方法来实现这一目标:它将复杂的函数进行线性化以达到接近真实情况的效果,并据此提供最优的状态估算结果。在双艇协同导航的应用中,EKF用于整合来自多种传感器的数据(例如GPS、惯性测量单元IMU等),从而提高定位的准确性。 **双艇协同导航** 该概念指的是利用信息交换来提升多艘船只各自导航性能的过程。“ekf.zip”中的内容可能涉及两艘或更多船只使用独立但协调的方式进行EKF状态估计,并通过共享距离和其他相关量测数据以改进各自的定位精度。这种协作尤其在GPS信号弱或者存在遮挡的情况下显得尤为重要。 **主从式结构** 这是协同导航系统中常见的架构之一,其中一艘船只作为主机负责整个系统的管理与调控工作,而其他船只则根据主机的指令提供自己的观测信息。通常情况下,主机整合所有分机提供的数据进行EKF更新,并将这些经过处理的信息反馈给各分船以实现整体上的协调。 **协同导航** 这一过程强调的是通过共享信息和协作来提高整个系统的导航性能。具体到双艇场景中,每艘船只都会贡献其观测结果(如位置、速度及航向等),然后利用EKF技术进行数据融合处理,以此减少单个传感器可能存在的不确定性并增强总体的定位可靠性。 **“ekf.m”文件** 该脚本很可能是用MATLAB编写的一个EKF实现版本。在实际应用中,“ekf.m”文件可能会包含定义状态模型、观测模型以及系统和量测噪声的相关函数,同时也会包括具体的预测与更新步骤代码。通过分析这个程序可以让我们深入了解如何将EKF应用于双艇协同导航场景之中。 总而言之,“ekf.zip”的内容探讨了扩展卡尔曼滤波在多船协作定位中的应用,并涉及到了诸如非线性模型处理、数据融合技术以及主从式架构的信息交换等关键技术细节,这些对于深入理解基于EKF的导航系统至关重要。
  • xietong_CKF.rar_CKF_双领_定位__CKF滤波
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    本资源包包含基于CKF(中心化卡尔曼滤波)算法的双领航与协同定位、协同导航技术,重点展示了CKF滤波在复杂环境中的应用效果及优势。 基于CKF滤波的双领航AUV交替领航模式具有准确且明显的滤波效果。
  • 水下行器的与定位
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    本研究聚焦于开发先进的算法和技术,以实现水下航行器之间的高效协同导航与精确定位,旨在提高作业效率和安全性。 水下航行器协同导航定位是近年来海洋工程与自动控制领域中的一个重要研究方向,在实现分布式和协作算法在海洋应用中的精确导航方面具有重要意义。博士论文《水下航行器导航系统中的观测性分析》由Aditya Gadre撰写,于2007年提交至弗吉尼亚理工大学电气工程学院作为其哲学博士学位的部分要求。该论文主要探讨了一种使自主水下航行器(AUV)能够在实时未知水流条件下计算轨迹并同时估计水流的技术,仅通过从一个已知位置获得的距离或范围测量数据实现。 ### 重要知识点: #### 协同导航定位 - 定义:协同导航定位是一种允许多个水下航行器在没有直接物理连接的情况下共享定位信息的技术,从而提高整个系统的精度和可靠性。 - 应用场景:海洋勘探、海底资源开发、环境监测、军事侦察等。 - 关键挑战: - 海洋环境复杂,包括水流、温度、盐度等自然因素对信号传输的影响; - 水下通信受限,电磁波在水中传播效率低,声学通信成为主要手段但存在时延和带宽限制; - 能量供应有限,水下航行器通常携带的能量有限,需考虑高效能量管理和协同策略。 #### 观测性分析 - 概念解释:观测性是控制系统理论中的一个重要概念,指通过系统的输出(如传感器测量值)来确定系统状态的能力。 - 作用:确保导航系统能够准确地估计水下航行器的位置、速度和姿态,以及环境参数(如水流)。 - 方法论:论文中采用了新颖的方法来分析线性时变(LTV)系统的均匀观测性,包括利用极限系统评估LTV系统的均匀观测性,并引入了在有限区间内的一致观测性的新定义以解决观测误差被指数衰减函数限制的问题。 #### 水下范围导航 - 原理:基于距离或范围测量的导航方法,利用已知位置的参考点与水下航行器之间的距离差进行定位。 - 优势:适用于小体积、低功耗的水下航行器,因为这类设备通常受到体积和能源限制; - 局限性:依赖于精确的时间同步和稳定的通信链路,在复杂海洋环境中信号传输质量可能受到影响。 #### 统一观测性与限速系统 - 统一观测性:指在所有时间间隔内系统能够保持观测能力,即使在动态变化的环境条件下也能够持续地估计状态。 - 限速系统:论文中提出通过对LTV系统的低维子系统进行观察分析可以推断出原系统的一致观察能力,这一发现简化了复杂系统观测性分析的过程。 该篇博士论文深入探讨了水下航行器协同导航定位的关键技术和理论基础,特别是观测性分析在导航设计中的应用,并为提高水下航行器未知环境下的导航能力和整体性能提供了新的视角和解决方案。
  • LDPC编码
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    本项目聚焦于LDPC(低密度奇偶校验)编码技术的研究与应用,探索其在通信系统中的优化及协同工作模式,以提升数据传输效率和可靠性。 本段落探讨了基于联合迭代译码的LDPC编码协作系统,并分析了在协作与非协作环境下以及使用正规LDPC码和非正规码时系统的性能表现。
  • 及融
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    组合导航及融合导航是指结合多种导航技术(如GPS、惯性导航等)的优势,实现高精度定位和姿态测量的方法。通过信息融合算法优化性能,广泛应用于航空航天、汽车和移动设备中。 组合导航与融合导航是两种不同的导航技术。组合导航通常指的是将多种定位方式结合在一起使用以提高系统的可靠性和精度,比如GPS和惯性传感器的结合。而融合导航则更进一步,在数据处理层面进行多源信息整合优化,它不仅包括了不同类型的传感器数据的综合运用,还可能涉及到算法上的创新来实现更加精确的位置估计以及更好的系统鲁棒性。
  • 基于共观测的多UUV研究(2013年)
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    本研究针对多无人潜航器(UUV)系统,探讨了通过共享传感器数据实现精确导航的方法和技术,旨在提高水下作业任务中的协作效率和定位精度。 协同导航方法是一种利用无人水下航行器(UUV)之间相对位置信息来提高配备低精度自定位传感器个体定位精度的技术。然而,由于个体间相对位置的变化会导致不同的定位精度,因此需要一种新的策略来解决这一问题。 当多个UUV因为相距较近而被远处的、配备了高精度定位传感器的另一UUV通过同一声纳系统同时观测时,这些UUV就处于“共同观测环境”中。在这种环境下,各个UUV受到的噪声干扰具有相似性或相近性质,这种特点可以利用来对量测信息进行粗略估计,并进一步提高低精度自定位能力的UUV的位置估计准确性。 具体而言,在共同观测环境中,可以通过分析误差间的相关性来进行初步估算,并结合扩展卡尔曼滤波等适当的滤波器技术融合这些粗略测量值与航位推算的预测结果。这种方法能够显著提升配备低精度传感器的UUV在水下环境中的定位性能。 论文《共同观测环境多 UUV 协同导航》中指出,惯性导航、多普勒测速仪和长基线导航等技术是当前常用的UUV导航手段,在缺乏GPS支持的情况下尤为关键。由于成本限制,大多数UUV仅配备低精度传感器,而只有少数配备了高精度设备。通过通信获取其他UUV的位置信息可以提高整体定位的准确性。 协同导航的核心目标在于抑制误差增长,并提升位置估计的精确度。选择合适的滤波算法和优化协同结构是实现这一目标的关键因素。尽管改变个体间的相对位置能够改善协同效果,但利用“共同观测环境”中的高精度与低精度UUV测量误差的相关性来提高定位准确性,则为解决低自定位能力设备的问题提供了新的思路。 此外,在水下环境中声纳探测角度信息的不确定性较大,这限制了方位角度在提升定位精度方面的作用。然而,通过减少相对方位量测误差可以在一定程度上改善协同导航的效果。因此,“共同观测环境”下的多UUV协同导航是一种利用群体智慧来提高个体性能的方法。 这种策略不仅有助于改进无人水下航行器的自主导航技术,也为未来海洋探测和水下机器人研究提供了理论和技术支持。
  • 机器人系统的多元应用.txt
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    机器人协同导航系统通过先进的算法和传感器技术实现多机器人间的高效协作与定位,广泛应用于物流、医疗、安防等多个领域,极大提升了自动化水平和工作效率。 多机器人协同导航系统是一种先进的技术手段,在未知环境中通过相互配合实现多个机器人的有效导航。这种系统通常会集成多种关键功能,包括SLAM建图、障碍物检测以及多机器人协同控制等。其中,SLAM(同时定位与地图构建)是核心部分,它使机器人能够在探索新环境的同时创建出详细的地图。 在该系统的操作中,各个机器人的角色和任务各不相同。以三个特定的机器人模型为例:第一个负责未知区域的初步勘探;第二个则专门处理障碍物检测及进一步的信息更新工作;第三个根据前两个收集的数据继续其他区域的工作直至完成地图覆盖并记录所有发现的障碍。 系统运行的关键在于协同控制机制,这涉及到群体行为协调和决策共享。例如,在何时结束探索的问题上,会依据已探查的地图完整度以及对障碍物处理的情况来做出决定。当第一个机器人完成了所有的任务时(包括地图绘制与障碍清除),整个导航过程即宣告完成。 技术层面而言,该系统需要依赖高级的通信协议及同步机制以确保信息交换的实时性和准确性。同时,算法优化也是提升效率和性能的关键因素之一,比如通过改进路径规划来降低能耗并提高速度等。 文中提到的“软件rosnoetic”很可能指的是ROS(Robot Operating System)中的Noetic版本——这是目前流行的机器人开发框架之一。它为开发者提供了一系列工具与库函数以支持多机器人的系统设计和运行。在此平台上,可以轻松构建复杂的协同导航应用。 总之,通过整合SLAM建图、障碍物检测以及协作控制等技术手段,该系统实现了在未知环境中多个机器人之间的高效协同工作,并根据任务需求分配不同的角色给各个机器人。同时利用先进的通信技术和算法优化来完成整个区域的探索与障碍处理的任务。ROS作为核心开发平台,在此过程中发挥着重要的支撑作用。随着科技的进步,未来的多机器人导航系统将更加智能和高效。
  • tdtwbqer.zip_INS/GPS组_轨迹
    优质
    本项目INS/GPS组合导航_轨迹导航旨在开发一种结合惯性导航系统与全球定位系统技术的高效路径跟踪方案,通过融合两者优势提供更精确、可靠的导航服务。 GPS和INS组合导航程序包括轨迹发生器、KALMAN滤波以及bnMprqc模型建立等功能,并允许对程序进行任意修改。实验报告作为示例参考了MSldubZ的例程。
  • CNS.zip_matlab 弹道_天文__组 天文
    优质
    本资源包提供了基于Matlab的弹道及天文导航系统模型,适用于研究和教学用途,特别聚焦于导弹导航与组合导航技术。 天文导航与SINS/CNS组合导航在弹道导弹中的应用,结合轨迹发生器及卡尔曼滤波技术。