EKF-SLAM算法在水下航行器定位中的應(yīng)用研究.pdf

1、導(dǎo)航技術(shù)是水下航行器的關(guān)鍵技術(shù)之一，高精度的導(dǎo)航和定位對(duì)其安全航行和高效率完成任務(wù)具有決定性的作用。同步構(gòu)圖與定位(SLAM，Simultaneous Localization and Mapping)算法不需要先驗(yàn)的水下環(huán)境信息圖的輔助，當(dāng)航行器在水下運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用自身攜帶的聲納等外部傳感器感知環(huán)境，提取環(huán)境中的有用信息，利用這些信息進(jìn)行自身定位，與此同時(shí)，構(gòu)建一幅水下環(huán)境的特征地圖。 論文闡述了SLAM算法的原理，對(duì)算法所得到

2、的環(huán)境地圖的收斂性進(jìn)行了討論。此外，深入分析了目前SLAM算法在應(yīng)用中存在的兩大關(guān)鍵問題即計(jì)算復(fù)雜度和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)問題產(chǎn)生的原因及其對(duì)系統(tǒng)造成的影響。針對(duì)水下航行器的狀態(tài)和觀測(cè)模型的非線性，討論了基于擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)的SLAM算法的系統(tǒng)執(zhí)行過程，并從水下航行器經(jīng)常采用的兩種作業(yè)方式出發(fā)，進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相對(duì)于單純推位方法，算法可以提高系統(tǒng)的定位精度，同時(shí)也驗(yàn)證了算法在水下導(dǎo)航應(yīng)用上的可行性。 針對(duì)水下航行器