自律水中車両のための協調位置特定

本論文では、自律水中車両（AUV）のための分散音響ナビゲーションアルゴリズムについて説明します。通常のAUVナビゲーションシステムは、事前にキャリブレーションされた静的トランスポンダーのアレイを利用しますが、我々の研究は、音響測距とデータ交換を行い、協調位置特定を達成する完全に移動可能なAUVネットワークを構築することを目指しています。このアルゴリズムは、各車両に搭載された音響モデムによって提供される死測法と距離測定に基づいてAUVの軌道の可能な解を列挙し、これらの制約に基づいたコスト関数の最小化を通じて軌道を選択します。得られたアルゴリズムは計算効率が高く、利用可能なAUVモデムの厳しい帯域幅要件を満たし、大規模な車両ネットワークに対しても良好にスケールする可能性があります。この手法は広範な実験を経ており、本論文では、テストの便宜のためにMIT SCOUT自律水上艦（ASC）を利用した3つの異なるシナリオの結果が報告されています。最初の実験では、Woods Hole音響モデムを搭載した3つのASCをAUVの代替として利用します。このシナリオでは、2つのASCが、CNA（通信/ナビゲーション支援）として、GPS位置情報に基づいて位置を計算する3つ目のASCを支援します。次のシナリオでは、2つのASCがCNAとして機能する中で、海中滑空機が使用されます。最後に、3つ目の実験では、Bluefin12 AUVがターゲット車両として機能します。これら3つの実験は、実際の海洋データを使用した手法の成功を示しています。