Bearing-Only Tracking and Circumnavigation of a Fast Time-Varied Velocity Target Utilising an LSTM

要約

ベアリングのみの追跡、ローカリゼーション、および周辺は、単一またはエージェントのグループが、ベアリング測定のみを使用して固定距離で巡回しながらターゲットを追跡しようとする問題です。
以前の研究では、固定ターゲットまたは未知の一定速度で動くものを含むシナリオに対処していましたが、時変速度でターゲットを正確に追跡するという課題は開いたままです。
このホワイトペーパーでは、ターゲットの位置と速度を予測するための長期的な短期メモリ（LSTM）ベースの推定器を利用したアプローチを紹介します。
また、対応する制御戦略も紹介します。
以前に提案された推定および回避アプローチに対して評価された場合、私たちのアプローチは、さまざまな時変速度シナリオで制御および推定エラーが大幅に低いことを示しています。
さらに、現実世界のシステムを模倣するダブルインテグレーターの非ホロノミックシステムダイナミクスを使用して、ターゲットを追跡する際の提案方法の有効性を説明します。

要約(オリジナル)

Bearing-only tracking, localisation, and circumnavigation is a problem in which a single or a group of agents attempts to track a target while circumnavigating it at a fixed distance using only bearing measurements. While previous studies have addressed scenarios involving stationary targets or those moving with an unknown constant velocity, the challenge of accurately tracking a target moving with a time-varying velocity remains open. This paper presents an approach utilising a Long Short-Term Memory (LSTM) based estimator for predicting the target’s position and velocity. We also introduce a corresponding control strategy. When evaluated against previously proposed estimation and circumnavigation approaches, our approach demonstrates significantly lower control and estimation errors across various time-varying velocity scenarios. Additionally, we illustrate the effectiveness of the proposed method in tracking targets with a double integrator nonholonomic system dynamics that mimic real-world systems.

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