A Sonar-based AUV Positioning System for Underwater Environments with Low Infrastructure Density

要約

水中航行体に対する需要の高まりは、検査ミッションにおけるロバストな測位ソリューションの必要性を浮き彫りにしている。この研究では、人工資産がまばらに分布する環境向けに設計された、AUV（自律型水中航走体）用の新しいリアルタイムソナーベースの水中全地球測位アルゴリズムを紹介する。我々のアプローチは、マルチビーム前方探査ソナー（FSD）によって取得されたソナーデータの同じストリームに適用される2つの相乗的データ解釈フロントエンドを利用する。これらの観測データは粒子フィルター（PF）内で融合され、高尤度領域に属する粒子を重み付けするか、対称的な曖昧さを解決する。実際の水中プラントを模擬した環境で予備実験を行った結果、有望な結果が得られた。本研究は、本手法の将来的な発展と、その結果としての実環境での徹底的な評価に向けた出発点である。

要約(オリジナル)

The increasing demand for underwater vehicles highlights the necessity for robust localization solutions in inspection missions. In this work, we present a novel real-time sonar-based underwater global positioning algorithm for AUVs (Autonomous Underwater Vehicles) designed for environments with a sparse distribution of human-made assets. Our approach exploits two synergistic data interpretation frontends applied to the same stream of sonar data acquired by a multibeam Forward-Looking Sonar (FSD). These observations are fused within a Particle Filter (PF) either to weigh more particles that belong to high-likelihood regions or to solve symmetric ambiguities. Preliminary experiments carried out on a simulated environment resembling a real underwater plant provided promising results. This work represents a starting point towards future developments of the method and consequent exhaustive evaluations also in real-world scenarios.

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arxiv.jp, DeepL