Development of a regional underwater positioning and communication system for control of multiple autonomous underwater vehicles

Sasano, Masahiko; Inaba, Shogo; Okamoto, Akimitsu; Seta, Takahiro; Tamura, Kenkichi; Ura, Tamaki; Sawada, Shin–ichi; Suto, Taku

doi:10.1109/auv.2016.7778708

Cited by 9 publications

(5 citation statements)

References 3 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…As for the underwater environment, the wind speed is 0.2m/s w = and the shipping activity is 0.5  = . The above parameter settings are referenced and based on [20][21][22][26][27][28][29][30]. We then simulated and analyzed the proposed scheme based on the MATLAB platform.…”

Section: Simulation Settings and Resultsmentioning

confidence: 99%

Fisher-Information-Matrix-Based USBL Cooperative Location in USV–AUV Networks

Wang,

Xu,

Feng

et al. 2023

Sensors

View full text Add to dashboard Cite

With the development of underwater technology and the increasing demand for ocean development, more and more intelligent equipment is being applied to underwater scientific missions. Specifically, autonomous underwater vehicle (AUV) clusters are being used for their flexibility and the advantages of carrying communication and detection units, often performing underwater tasks in formation. In order to locate AUVs with high precision, we introduce an unmanned surface vehicle (USV) with global positioning system (GPS) and propose a USV–AUV network. Furthermore, we propose an ultra-short baseline (USBL) acoustic cooperative location scheme with an orthogonal array, which is based on underwater communication with sonar. Based on the derivation of the Fisher information matrix formula under Cartesian parameters, we analyze the positioning accuracy of AUVs in different positions under the USBL positioning mode to derive the optimal array of the AUV formation. In addition, we propose a USV path planning scheme based on Dubins path planning functions to assist in locating the AUV formation. The simulation results verify that the proposed scheme can ensure the positioning accuracy of the AUV formation and help underwater research missions.

show abstract

Section: Simulation Settings and Resultsmentioning

confidence: 99%

Fisher-Information-Matrix-Based USBL Cooperative Location in USV–AUV Networks

Wang,

Xu,

Feng

et al. 2023

Sensors

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…При размещении их на погружаемом аппарате возрастает потребление, при наличии взвесей в воде при сфокусированном свете могут быть ложные лучи, фильтрация которых будет сопряжена с определёнными трудностями, происходит сужение области видимости. Для глобального позиционирования обычно используются гидроакустические системы [2], что также учитывается при разработке конструкции изделия. Для простой системы оценки отстояния до дна или крупных предметов может применяться сонар с использованием модель-предикативного управления [3].…”

Section: материалы и методы исследованияunclassified

Automatic Control System for Underwater Robotics

Rozman¹,

Elkin²

2021

IJAFR (МЖПФИ)

View full text Add to dashboard Cite

Темой статьи являются вопросы навигации подводных аппаратов. В ней рассматривается разработка базовой версии программно-аппаратной платформы системы автоматического управления телеуправляемыми и автономными подводными аппаратами (ТНПА, АНПА), которая обеспечивает автономное перемещение аппаратов с использованием особенностей окружающего рельефа и объектов, автоматическое перемещение в заданную точку, обнаружение и обход препятствий. В последнее время появление и развитие средств технического зрения дало толчок путям решения этой задачи. Прогресс стал возможным благодаря появлению чувствительных сенсоров и вычислительных средств, позволяющих эффективно решать задачу выявления признаков объектов, достаточных для того, чтобы производить движение с заданным поведением относительно объектов и стабилизацией положения относительно окружающего пространства. При этом применяются алгоритмы, которые касаются проблем искусственного интеллекта и интеллектуального управления в частности. Сенсоры являются основой для функции навигации и имеют различные физические принципы. Кроме цифровой видеокамеры используются инерциальные и ультразвуковые технологии. В первом случае реализуются контуры управления с обратной связью по проекциям вектора ускорения, получаемого акселерометром, и с величинами угловых скоростей по соответствующим осям, формируемыми гироскопом, курса следования от магнетометра. Во втором -сонар, маяк-ответчик гидроакустической навигационной системы, измеритель отстояния от дна, от объектов на пути следования, датчик давления для определения отстояния от поверхности воды или дна. Совокупность сигналов с этих датчиков обрабатывается базовыми контурами управления, призванными обеспечить стабилизацию подводного аппарата в пространстве, безопасное следование без визуального контакта, автономность до заданной точки пути. В этом случае производится анализ траектории исходя из имеющихся загруженных карт, построение оптимального пути с учётом рельефа, запись пройденного пути, возможный алгоритм следования в исходную точку. Важно также определять каждый раз положение подводного кабеля с целью недопущения его запутывания как с привлечением визуальных средств, так и показаний с датчиков.

show abstract

“…Environmental monitoring and data collection also benefit from these systems as they can gather more diverse and comprehensive data [7][8][9]. Further, multi-robot systems are even used in space [10][11][12][13][14] and deep-sea explorations [15][16][17][18], reaching areas that are too dangerous or distant for human researchers [19][20][21].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Theoretical Framework and Practical Considerations for Achieving Superior Multi-Robot Exploration: Hybrid Cheetah Optimization with Intelligent Initial Configurations

El Romeh,

Mirjalili

2023

Mathematics

View full text Add to dashboard Cite

Efficient exploration in multi-robot systems is significantly influenced by the initial start positions of the robots. This paper introduces the hybrid cheetah exploration technique with intelligent initial configuration (HCETIIC), a novel strategy explicitly designed to optimize exploration efficiency across varying initial start configurations: uniform distribution, centralized position, random positions, perimeter positions, clustered positions, and strategic positions. To establish the effectiveness of HCETIIC, we engage in a comparative analysis with four other prevalent hybrid methods in the domain. These methods amalgamate the principles of coordinated multi-robot exploration (CME) with different metaheuristic algorithms and have demonstrated compelling results in their respective studies. The performance comparison is based on essential measures such as runtime, the percentage of the explored area, and failure rate. The empirical results reveal that the proposed HCETIIC method consistently outperforms the compared strategies across different start positions, thereby emphasizing its considerable potential for enhancing efficiency in multi-robot exploration tasks across a wide range of real-world scenarios. This research underscores the critical, yet often overlooked, role of the initial robot configuration in multi-robot exploration, establishing a new direction for further improvements in this field.

show abstract

Development of a regional underwater positioning and communication system for control of multiple autonomous underwater vehicles

Cited by 9 publications

References 3 publications

Fisher-Information-Matrix-Based USBL Cooperative Location in USV–AUV Networks

Fisher-Information-Matrix-Based USBL Cooperative Location in USV–AUV Networks

Automatic Control System for Underwater Robotics

Theoretical Framework and Practical Considerations for Achieving Superior Multi-Robot Exploration: Hybrid Cheetah Optimization with Intelligent Initial Configurations

Contact Info

Product

Resources

About