基于IMM算法的多AUV协同定位水声传播延迟处理方法

作者：陈世杰; 刘锡祥^*; 黄永江; 章彩霞; 陶育杰; 童金武

来源：水下无人系统学报, 2023, 31(02): 259-277.

• 自主水下航行器
• 传播延迟
• 协同定位
• 交互多模型
• 扩展卡尔曼滤波

针对主从式自主水下航行器(AUV)协同定位系统存在的水声探测与通信的延迟问题,提出一种基于交互式多模型(IMM)算法的时间延迟处理方法。首先建立多AUV系统的协同定位计算模型,针对系统非线性运动方程与非线性量测,分析扩展卡尔曼滤波(EKF)协同定位结果因水声信号传播延迟产生的定位误差;其次阐述常规延迟扩展卡尔曼滤波(DEKF)在处理时间延迟环节中无法实现对机动性目标AUV运动状态的精准跟踪问题;最终设计IMM-DEKF算法,选择适当的运动模型作为子滤波器,利用新息更新模型概率,精确跟踪主AUV运动状态,降低从AUV滤波器中对主AUV状态值的估计误差,实现整体协同系统定位精度的提高。仿真结果验证了所提算法在常规EKF的基础上有效提高了从AUV滤波器对主AUV航迹预测精度,使得协同定位系统的整体定位精度得到提升。

• 出版日期2023
• 单位东南大学; 南京工程学院