論文の概要: Cooperative Circumnavigation for Multiple Unmanned Surface Vehicles Without External Localization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.04518v1
• Date: Wed, 03 Jun 2026 06:54:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-04 20:44:18.594966
• Title: Cooperative Circumnavigation for Multiple Unmanned Surface Vehicles Without External Localization
• Title（参考訳）: 外部位置のない複数無人表面車両の協調循環
• Authors: Xueming Liu, Lin Li, Xiang Zhou, Tianjiang Hu, Qingrui Zhang,
• Abstract要約: 本稿では,複数の無人表面車両(USV)を外部位置決めなしで動作させるための協調的目標周航フレームワークを提案する。 目的は、限定されたオンボードセンシングのみを用いて、ターゲットの周囲の特定の半径の均一な円形形成を維持することである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.385099860006768
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This paper proposes a cooperative target circumnavigation framework for multiple unmanned surface vehicles (USVs) operating without external localization. The objective is to maintain a uniform circular formation of a specified radius around a target using only limited onboard sensing. The framework adopts a heterogeneous perception strategy that distinguishes between the asymmetric sensing relationships with the target and among the USVs. Specifically, the USVs obtain relative range and displacement measurements through active perception and inter-vehicle communication, while bearing measurements to a non-cooperative target are acquired via passive sensors. To estimate relative positions--both among USVs and between each USV and the target--we employ a Maximum Correntropy Kalman Filter and a Pseudo-Linear Kalman Filter, respectively. A coupled oscillator-based formation controller is designed to ensure system observability while achieving circumnavigation. Theoretical analysis demonstrates that the controller ensures the relative motions between the USVs, as well as that between each USV and the target, satisfy the persistent excitation condition, thereby guaranteeing observability of the Kalman-based filters. The effectiveness of the proposed approach is validated through numerical simulations.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,複数の無人表面車両(USV)を外部位置決めなしで動作させるための協調的目標周航フレームワークを提案する。 目的は、限定されたオンボードセンシングのみを用いて、ターゲットの周囲の特定の半径の均一な円形形成を維持することである。 このフレームワークは、ターゲットとUSV間の非対称感性関係を区別する異種知覚戦略を採用している。 具体的には、USVはアクティブな知覚と車間通信を通じて相対範囲と変位の測定値を取得し、非協調目標に対する測定値を受動的センサーを介して取得する。 最大コレントロピーカルマンフィルタと擬似線形カルマンフィルタをそれぞれ使用した。 共振器を用いた構成制御器は、周航を達成しつつシステムの可観測性を確保するように設計されている。 理論的解析により、コントローラはUSV間の相対的な動きと各USVとターゲット間の相対的な動きを保証し、持続的な励起条件を満たすことを示し、カルマンフィルタの可観測性を保証する。 提案手法の有効性を数値シミュレーションにより検証した。

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