AUV Positioning Algorithms Used in Its Homing and Docking to Underwater Docking Station
EDN: IAYFLY
Abstract
AUV positioning algorithms used in its homing and docking to underwater docking station are described. The homing and docking trajectory consists of several steps, where different positioning methods are applied using the standard equipment onboard modern heavyclass AUVs. Positioning errors at each step are estimated. The duration of positioning by the AUV onboard computer is assessed.
About the Authors
А. I. Mashoshin
Concern CSRI Elektropribor
Russian Federation
Russian Federation
St. Petersburg
I. V. Pashkevich
Concern CSRI Elektropribor
Russian Federation
Russian Federation
St. Petersburg
References
1. Илларионов Г.Ю., Сиденко К.С., Бочаров Л.Ю. Угроза из глубины: XXI век. Хабаровск: КГУП «Хабаровская краевая типография», 2011. 304 с.
2. Илларионов Г.Ю., Щербатюк А.Ф., Кушнерик А.А., Квашнин А.Г. Донные причальные устройства для автономных необитаемых подводных аппаратов // Двойные технологии. 2011. №1 (54). С. 13–21.
3. Патент РФ № 2767384 с приоритетом от 15.09.21. Мобильная распределенная система подводного наблюдения. Авторы: ГрязинД.Г., Машошин А.И., Пашкевич И.В. Опубл. 17.03.22, бюлл. № 8.
4. Moline, M.A., Schofield, O., Remote real-time video-enabled docking for underwater autonomous platforms, Journal of atmospheric and oceanic technology, 2009, vol. 26, pp. 2665–2672.
5. Feezor, M.D.,Sorrell, F.Y., Blankinship, P.R., Bellingham, J.G., Autonomous Underwater Vehicle Homing/Docking via Electromagnetic Guidance, IEEE Journal of oceanic engineering, 2001, vol. 26, no. 4, pp. 515–521.
6. Inzartsev, A.V., Matvienko, Yu.V., Pavin, A.M., Vaulin, Yu.V., Scherbatyuk, A.Ph., Investigation of Autonomous Docking System Elements for Long Term AUV, Proceedings of the OCEANS 2005 MTS/ IEEE Conference, 2005, Washington, USA.
7. Sotiropoulos, P.,Tosi, N.,Andritsos, F.,Geffard, F., Optimal docking pose and tactile hook-localisation strategy for AUV intervention: the DIFIS Deployment Case,OceanEng., 2012, no. 46(7), pp. 33–45.
8. Song, S., Hu, C., Li, B., Li, X., Meng, M.Q.-H., An Electromagnetic Localization and Orientation Method Based on Rotating Magnetic Dipole, IEEE Transactions on Magnetics, 2013, no 3.
9. Li, D.J., Chen, Y.H., Shi, J.G., Yang, C.J., Autonomous underwater vehicle docking system for cabled ocean observatory network, Ocean Engineering, 2015, no. 109, pp.127–134.
10. Колесников М.П., Мартынова Л.А., Пашкевич И.В., Шелест П.С. Метод позиционирования АНПА в процессе приведения к причальному устройству // Известия ТулГУ. Технические науки. 2015. Вып. 11. Ч. 2. С. 38–48.
11. Кебкал К.Г., Машошин А.И. Гидроакустические методы позиционирования автономных необитаемых подводных аппаратов // Гироскопия и навигация. 2016. Т. 24. №3 (94). С. 115–130.
12. Кошаев Д.А. Относительное позиционирование и определение ориентации автономного необитаемого подводного аппарата по данным от гидроакустических маяков // Гироскопия и навигация. 2022. Т. 30. №4 (119). С. 122–141.
13. Грузликов А.М. Навигация АНПА в ближнем поле в интересах решения задачи приведения к причальному устройству // Труды XXIX Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. 2022. С.
14. Машошин А.И., Пашкевич И.В. Применение подводных пассивных ориентиров для навигации автономных необитаемых подводных аппаратов // Гироскопия и навигация. 2020. Т. 28. №3 (110). С. 95–108.
15. Kozick, R.J., Sadler, B.M., Communication channel estimation and waveform design: time delay estimation on parallel, flat fading channel, US Army research laboratory, 2010, 42 p.
16. Weiss, A., Weinstein, E., Fundamental Limitations in Passive Time-Delay Estimation. Part II: Wideband Systems, IEEE Trans. on Acoust., Speech, and Sig. Proc., Oct. 1984, 32 (5), 1064–1078.
17. Пашкевич И.В., Мартынова Л.А. Метод уменьшения погрешности определения местоположения АНПА при посадке на подводное причальное устройство // Сборник материалов XVIII Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления». 2023 (в печати).
18. Mateos, L.A., AprilTags3D: Dynamic fiducial markers for robots pose estimation in highly reflective environments and indirect communication in swarm robotics, arXive: 2001.08622v1 [cs.RO], 2020.
19. Mateos, L.A., Robotics boats latching: AprilTags3D, 2019, http://www.particlerobots.com/luismateos/latching/index.html.
20. Mateos, L.A., Wang, W., Gheneti, B., Duarte, F., Ratti, C., Rus, D., Autonomous latching system for robotic boats, Int. Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2019, pp. 7933–799939.
21. http://www.technical.city/ru/cpu.
22. Матвиенко Ю.В. Гидроакустический комплекс навигации подводного робота. Дис. … докт. техн. наук. Владивосток, 2004. 271 с.
Review
For citations:
Mashoshin А.I., Pashkevich I.V. AUV Positioning Algorithms Used in Its Homing and Docking to Underwater Docking Station. Gyroscopy and Navigation. 2023;31(1):103-119. (In Russ.) EDN: IAYFLY
Views:
6
Email this article 