不精确先验地形条件下的AUV海底地形融合导航方法研究

基本信息
批准号:51909245
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:陈鹏云
学科分类:
依托单位:中北大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
水下无人航行器滤波算法地形辅助导航水中环境
结项摘要

Seabed Terrain-Aided Navigation (STAN) has a vital signification to long-range underwater navigation of Autonomous Underwater Vehicle (AUV). However, the traditional terrain-aided navigation method is overly dependent on the digital terrain map. In the deep-sea areas, due to the limitation of terrain measurement accuracy, large errors will be produced with existing methods. .To solve this problem, Simultaneous localization and Mapping (SLAM) is introduced into the project. The multi-beam sounding system can be used as shared terrain measuring equipment. Based on the low-precision reference terrain, build a seabed terrain storage model which can be corrected in real-time, then a data correlation model for real-time multi-beam sounding profiles will be explored; the seabed terrain-fusion navigation algorithm introduced SLAM idea will be researched in depth; based on the terrain-fusion navigation results, the post optimization method of local terrain will be explored..Through the semi-physical simulations, pool tests and sea trials, the feasibility and reliability of the proposed methods are verified, and this research can provide theoretical and technical foundation for building an AUV underwater navigation system which is precise, reliable, and autonomous.

海底地形辅助导航的研究对自主式水下无人航行器(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)远距离深潜和自主作业具有积极的意义,而现有的地形辅助导航技术依赖精确的先验数字地形。在深海海域由于地形测量精度的限制,现有的方法将产生较大误差。. 针对这一问题,本项目在地形辅助导航中引入同步定位与地图构建(Simultaneous localization and mapping, SLAM)技术,二者可共用多波束测深系统作为地形测量设备。基于不精确先验地形约束条件,构建可实时扩展修正的海底地图存储和实时多波束测深剖面的数据关联模型,研究引入SLAM思想的海底地形融合导航算法,探索基于融合导航结果的局部地形后优化方法。. 通过半实物仿真、水池试验和海中试验,验证提出方法的可行性和可靠性,为构建精确、可靠、自主的AUV水下导航系统奠定理论和技术基础。

项目摘要

海底地形辅助导航的研究对自主式水下无人航行器远距离深潜和自主作业具有积极的意义,而现有的地形辅助导航技术依赖精确的先验数字地形。在深海海域由于地形测量精度的限制,现有的方法将产生较大误差。针对这一问题,本项目在地形辅助导航中引入同步定位与地图构建技术,二者可共用多波束测深系统作为地形测量设备, 有效提高深海区域内的导航性能。针对不精确先验地形条件下的AUV海底地形融合导航的关键技术,本项目建立了可实时扩展修正的海底地图存储模型和实时多波束地形关联模型;基于数据关联信息,设计了引入SLAM思想的海底地形融合导航算法;融合定位结果,建立了融合导航结果的局部地形后优化方法;最后通过海上实测数据,进行了水下地形离线实时导航实验;;实验结果表明所提出的地形匹配导航方法进一步提高了原有地形匹配导航方法的精度,在实验海域的导航最大偏差小于15m,且全程没有累积误差。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-03-007
发表时间:2019
2

论大数据环境对情报学发展的影响

论大数据环境对情报学发展的影响

DOI:
发表时间:2017
3

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

DOI:10.11834/jrs.20209060
发表时间:2020
4

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
5

居住环境多维剥夺的地理识别及类型划分——以郑州主城区为例

居住环境多维剥夺的地理识别及类型划分——以郑州主城区为例

DOI:10.11821/dlyj201810008
发表时间:2018

陈鹏云的其他基金

相似国自然基金

1

AUV的海底“面地形”快速匹配导航方法研究

批准号:51279221
批准年份:2012
负责人:李晔
学科分类:E1102
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
2

基于海底地形特征的深海AUV同步定位与建图方法研究

批准号:U1806228
批准年份:2018
负责人:李晔
学科分类:E1102
资助金额:280.00
项目类别:联合基金项目
3

剩余浮力影响下AUV地形跟踪方法研究

批准号:51509057
批准年份:2015
负责人:李岳明
学科分类:E1102
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于地形地磁的AUV协同图优化SLAM方法研究

批准号:41906161
批准年份:2019
负责人:常帅
学科分类:D0608
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目