Global Uncertainty-Aware Planning for Magnetic Anomaly-Based Navigation

要約

磁気異常のある部分的に観測可能な確率論的環境でのナビゲーションと位置特定は、特に状態推定の精度と位置特定の安定性のバランスをとる場合に、重大な課題を伴います。
従来のアプローチでは、ローカリゼーションの更新が限られていることや動的な条件が原因で、パフォーマンスを維持するのが難しいことがよくあります。
この論文では、エントロピー マップを利用して磁場の空間周波数変動を評価し、高情報領域を特定する磁気異常ナビゲーション (MagNav) のための多目的グローバル パス プランナーを紹介します。
このシステムは、ポテンシャル フィールド プランナーを使用してこれらの領域への経路を生成し、アクティブな位置特定を強化します。
ハードウェア実験では、提案された方法により、既存のアクティブな位置特定技術と比較して、位置特定の安定性と精度が大幅に向上することが実証されています。
この結果は、位置の不確実性を軽減するこの方法の有効性を強調し、地形や水深ベースの環境を含むさまざまな勾配ベースのナビゲーション マップへの適応性を強調しています。

要約(オリジナル)

Navigating and localizing in partially observable, stochastic environments with magnetic anomalies presents significant challenges, especially when balancing the accuracy of state estimation and the stability of localization. Traditional approaches often struggle to maintain performance due to limited localization updates and dynamic conditions. This paper introduces a multi-objective global path planner for magnetic anomaly navigation (MagNav), which leverages entropy maps to assess spatial frequency variations in magnetic fields and identify high-information areas. The system generates paths toward these regions by employing a potential field planner, enhancing active localization. Hardware experiments demonstrate that the proposed method significantly improves localization stability and accuracy compared to existing active localization techniques. The results underscore the effectiveness of this method in reducing localization uncertainty and highlight its adaptability to various gradient-based navigation maps, including topographical and underwater depth-based environments.

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