Autonomous underwater vehicles (AUV) are commonly used in many underwater applications. Recently, the usage of multi-rotor unmanned autonomous vehicles (UAV) for marine applications is receiving more attention in the literature. Usually, both platforms employ an inertial navigation system (INS), and aiding sensors for an accurate navigation solution. In AUV navigation, Doppler velocity log (DVL) is mainly used to aid the INS, while for UAVs, it is common to use global navigation satellite systems (GNSS) receivers. The fusion between the aiding sensor and the INS requires a definition of step size parameter in the estimation process. It is responsible for the solution frequency update and, eventually, its accuracy. The choice of the step size poses a tradeoff between computational load and navigation performance. Generally, the aiding sensors update frequency is considered much slower compared to the INS operating frequency (hundreds Hertz). Such high rate is unnecessary for most platforms, specifically for low dynamics AUVs. In this work, a supervised machine learning based adaptive tuning scheme to select the proper INS step size is proposed. To that end, a velocity error bound is defined, allowing the INS/DVL or the INS/GNSS to act in a sub-optimal working conditions, and yet minimize the computational load. Results from simulations and field experiment show the benefits of using the proposed approach. In addition, the proposed framework can be applied to any other fusion scenarios between any type of sensors or platforms.


翻译:许多水下应用中通常使用自主水下飞行器(AUV),最近,在文献中,对海洋应用使用多机器人无人驾驶自主飞行器(UAV)的问题受到更多的注意。通常,两种平台都使用惯性导航系统(INS),并协助传感器找到精确导航解决方案。在AUV导航中,多普勒速度日志(DVL)主要用于帮助INS,而对于UAV来说,使用全球导航卫星系统接收器(GNS)是常见的。援助传感器和INS的融合需要在估算过程中界定一步尺寸参数的定义。它负责解决方案频率的更新,并最终负责其准确性。对于选择步数,选择步数大小的平台通常使用惯性导航系统(INS),以及协助传感器更新频率被认为比INS操作频率(100s Hertz)要慢得多。对于大多数平台,特别是低动态的AUVS接收器来说,这种高速率是不必要的。在估算过程中,基于监督的基于调整的机器学习计划,以选择INS的步数大小参数参数参数。对于解决方案来说,对于解决办法的频率更新和最终的更新和精确度,对于计算方法而言,在INS(I/D)轨道上,对于I/ML的计算方法中,对于使用一个最大程度的计算方法的计算结果,对于IGNS的计算方法的计算方法,对于I/ML的计算结果的计算,对于使用,对于使用,对于使用,对于I/L的计算方法的计算方法的计算结果的计算,对于使用,对于使用,对于使用,对于使用。

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