控制理论与应用

作者：李鑫滨,袁蕊霞,闫磊,韩松

单位：燕山大学电气工程学院,燕山大学电气工程学院,东北大学秦皇岛分校计算机与通信工程学院,燕山大学电气工程学院

关键词：自主水下航行器; 协同定位; 因子图; 速度估计; 异步时钟

基金：国家自然科学基金项目(62271437, 62301136, 62373318), 河北省自然科学基金项目(F2020203037, F2022203025), 河北省创新能力提升计划项目 (22567619H)资助.

随着海洋科技发展, 自主水下航行器(AUVs)协作执行任务技术被广泛应用, AUVs的准确定位是实现AUV集群协同作业的基础技术要求. 然而, 在协同定位系统中, AUVs间的异步时钟会影响测距精度, 并且惯性测量系统推算的速度有较大误差. 本文针对AUV集群系统中的协同定位问题, 提出了利用距离测量和多普勒频移测量进行误差修正的方法. 该方法首先针对时钟异步问题对距离测量的影响, 利用泰勒算法对时钟参数进行估计, 解决了异步时钟问题; 然后, 建立以位置和速度为变量节点和以距离测量和多普勒频移测量为函数节点的因子图模型, 利用因子图的消息传递计算变量的边缘分布, 得到位置和速度的估计; 最后, 针对线性化过程带来的误差, 提出根据变量的协方差矩阵构造自适应因子调整置信度, 从而改变对变量节点的估计. 仿真结果表明, 所提时钟参数能够得到良好估计, 所提算法能够有效抑制惯性导航系统的累积误差.

来源：2023年第12期

《控制理论与应用》期刊编辑部

查看控制理论与应用杂志2023年第12期