10、海洋机器人导航技术：方法、分类与前沿进展

海洋机器人导航技术：方法、分类与前沿进展

1. 合作导航

随着海洋机器人的日益普及，合作导航越来越受到研究关注。其核心在于利用多个机器人的协同，弥补水下缺乏全球定位的不足。

1.1 合作导航的实现方式

通常会使用至少一艘具备GPS定位能力的自主水面航行器（ASV），通过测量与一个或多个自主水下航行器（AUV）之间的距离和/或方位，并结合系统理论中的先进方法，来实现有效的导航解决方案。

1.2 相关研究实例

• 多车辆轨迹记录 ：Bahr等人在2009年采用一组滤波器来记录多车辆轨迹。基于航位推算和滑动时间窗口内的仅距离测量，构建AUV轨迹的所有可能解集合，并通过最小化成本函数选择最优解。
• 克服信标网络依赖 ：Baker等人在2005年、Baccou等人在2001年开发了相关方法，以克服对信标网络（如长基线系统）的依赖。
• 声学测量系统 ：de la Cruz等人在2000年研究了基于声学测量的系统。
• 特定架构 ：Edwards等人在2004年探讨了类似领导者 - 追随者配置的架构。
• 传感器数据融合算法 ：Yao等人在2009年研究了传感器数据融合算法。
• 实验对比 ：Papadopoulos等人在2010年进行了一项实验，使用一艘ASV和一艘AUV，比较了几种估计器，如扩展卡尔曼滤波器