马朋
- 作品数：8 被引量：38H指数：4
- 供职机构：西北工业大学航海学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金西北工业大学基础研究基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术兵器科学与技术交通运输工程更多>>
- 一种考虑时钟同步问题的多AUV协同定位算法被引量：3
- 2013年
- 在多自主水下航行器(multi-AUVs)协同导航系统中,领航AUVs配备高精度导航定位设备,跟随AUVs配备低精度导航设备,领航、跟随AUVs均配备水声通信设备,跟随AUVs利用领航AUVs的广播信息获得其与领航者间的距离。本文针对领航AUVs与跟随AUVs间的时钟不同步问题,给出了AUV时钟相对偏移与相对漂移模型,并将跟随AUVs的时钟偏差作为未知量,提出了一种考虑时钟同步问题的multi-AUVs协同定位算法。仿真结果表明,该算法不仅可以大幅度提高跟随AUVs的协同定位精度,而且能够随时对跟随AUVs时钟误差进行估计,有效地提高了multi-AUVs协同导航系统性能。
- 张福斌张小龙马朋
- 关键词：时钟同步协同导航
- 基于条件数的多自主水下航行器协同定位系统可观测度分析被引量：3
- 2015年
- 针对基于移动长基线的多自主水下航行器(MAUV)协同定位系统,建立了MAUV的2D运动学模型与距离量测方程。利用基于Lie导数的非线性系统可观测性理论,得到协同定位系统可观测矩阵及MAUV编队的不可观测航行路径。利用奇异值分解(SVD)理论获得系统可观测矩阵的条件数,建立了协同定位系统可观测度的评价函数,并在不同MAUV航行队形对系统可观测度进行仿真分析。结果表明,系统可观测度随着MAUV航行队形的不同而变化,从而为通过变换队形来提高协同定位性能提供了有效的参考依据。
- 马朋张福斌徐德民刘书强
- 关键词：信息处理技术条件数可观测度
- 基于横坐标系的捷联惯性导航系统/多普勒速度仪极区组合导航算法被引量：14
- 2016年
- 针对传统指北方位的惯性导航力学编排在高纬度地区因地理经线快速收敛,建立相对于经线的航向越来越困难,以及在地理极点存在奇异值等问题,结合自主水下航行器在导航过程中对自主性、导航精度等需要,提出了基于横坐标系的捷联惯性导航系统/多普勒速度仪极区组合导航方案。给出了横地球坐标系、横地理坐标系等定义以及与常规导航坐标系的转换关系;通过类比常用的指北方位惯性导航力学编排推导了基于横坐标系的惯性导航力学编排;设计了适用于极区的捷联惯性导航系统/多普勒速度仪组合导航卡尔曼滤波算法;对设计的组合导航系统进行了仿真分析。结果表明,该导航方案能有效抑制方位失准角的增长,导航定位精度可满足自主水下航行器极区导航的要求。
- 张福斌马朋王智辉
- 关键词：组合导航极区捷联惯性导航系统
- 一种基于虚拟移动长基线的多AUV协同导航算法被引量：5
- 2013年
- 高精度的协同导航定位是多自主水下航行器(MAUVs)协同作业的基础,协同导航算法是多AUV协同的关键技术。针对双领航者广播通信模式下的多AUV协同导航系统,基于移动长基线(MLBL)导航理论,提出并建立了一种虚拟移动长基线(SMLBL)协同导航模型,应用加权最小二乘法,设计了基于单向水声通信的协同导航算法,使得跟随AUV内、外部导航信息得到有效融合。仿真结果表明,该算法可大幅度提高跟随AUV的导航定位精度。
- 张福斌马朋
- 存在障碍物影响的多AUV间距离量测识别与平滑算法
- 2017年
- 相互间距离量测信息是多AUV协同定位的基础。利用朗伯W函数求解AUV间的RSS距离估计,并通过TOA及RSS 2种距离量测结果的比较,引入一种障碍物引起的非视距(ONLOS)量测识别方法。在此识别基础上,建立了多AUV间距离量测动态变化模型,并利用Kalman滤波方法设计了ONLOS距离量测误差平滑算法。仿真结果表明,该算法可有效提高领航与跟随AUV间的相对距离量测估计精度,减轻ONLOS量测误差对多AUV协同定位性能的影响。
- 马朋张福斌刘书强徐德民
- 基于距离量测的双领航多AUV协同定位队形优化分析被引量：9
- 2018年
- 利用领航与跟随多自主水下航行器(AUV)间相对距离量测信息进行协同定位,可有效提高多AUV编队整体定位精度.针对多AUV编队队形对协同定位性能所造成的影响,利用Fisher信息矩阵(FIM)行列式的对数构建协同定位性能评价函数,并通过评价函数的最大化实现编队队形的优化.分析并验证多AUV编队含有两个跟随AUV及两个以上跟随AUV共圆情况下的最优队形,并利用梯度下降算法进行迭代搜索,从而获得两个以上跟随AUV不共圆情况下的优化队形.最后,通过仿真实验结果验证结论的正确性及队形优化算法的有效性.
- 马朋张福斌徐德民
- 关键词：梯度下降
- 一种NLOS量测平滑算法在MAUVs协同定位中的应用
- 2015年
- 在基于双领航者的MAUVs协同定位过程中,为了减轻NLOS量测误差的影响,在假设NLOS修正偏差先验已知的前提下,以4状态Markov链描述了4种LOS/NLOS量测模型间相互独立转换过程,继而利用交互多模和Kalman滤波理论设计了一种AUVs间相对距离量测平滑算法,并将其距离量测估计结果应用于MAUVs协同定位系统中。仿真结果对比表明,该算法可以有效提高AUVs间的相对距离量测估计精度,获得了更好的协同定位性能。
- 马朋张福斌田冰徐德民
- 关键词：交互多模
- 基于距离测量的双领航AUV间协同导航算法被引量：4
- 2016年
- 针对多自主水下航行器(AUV)编队中因领航AUV一时无法借助外部有源位置信息进行实时校准,自身定位误差逐渐增大可能导致的编队解体问题,提出了一种基于距离测量双领航AUV间协同导航算法.在给出领航AUV航位推算误差模型的基础上,首先设计两个领航AUV分别基于忽略对方位置误差的估计自身误差的滤波算法,然后提出其位置误差的分别修正算法,最后通过对位置误差估计的可观测性分析,指出在直线航行条件下两个领航AUV可通过加、减速进行相对机动,保证其可观测性.仿真结果表明:两个领航AUV存在航位推算位置误差的情况下,随着滤波时间增加其定位误差可逐渐趋同,并收敛到其经、纬度定位误差的均值,验证了本文所提协同导航算法的可行性和有效性.
- 张福斌马朋刘书强
- 关键词：自主水下航行器协同导航
