論文の概要: Traceable Virtual Sea Trials in the Marine Robotics Unity Simulator for Manoeuvring Assessment of Unmanned Surface Vehicles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.12349v1
- Date: Wed, 10 Jun 2026 17:21:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-15 16:00:42.494391
- Title: Traceable Virtual Sea Trials in the Marine Robotics Unity Simulator for Manoeuvring Assessment of Unmanned Surface Vehicles
- Title（参考訳）: 無人表面車両の操作評価のための海洋ロボットユニティシミュレータにおけるトレーサブルバーチャルシートライアル
- Authors: Paria Rezayan,
- Abstract要約: 本稿では,自動実行とデータ生成のための標準化された仮想海試行フレームワークを提案する。
重要な貢献は、専用のTC/ZZデータ取得と後処理パイプラインであり、シミュレータベースの操作の再現性と監査性を改善している。
全体として、このフレームワークはIMO/ITTCに準拠したデータセットを生成するための、繰り返し、監査可能な仮想海事ワークフローを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Accurate identification of hydrodynamic derivatives is essential for control and navigation of Unmanned Surface Vehicles (USVs), but high-fidelity manoeuvring data from physical sea trials are constrained by cost and safety. Turning Circle (TC) and Zig-Zag (ZZ) trials remain fundamental to IMO and ITTC assessment procedures. This paper extends the Marine Robotics Unity Simulator (MARUS) by introducing a standardised Virtual Sea Trial framework for automated execution and data generation of TC/ZZ manoeuvres, with traceable command-actuation logging, system-identification (SI)-focused data conditioning, and automated extraction of IMO/ITTC-aligned manoeuvring metrics. A key contribution is a dedicated TC/ZZ data acquisition and post-processing pipeline, improving the repeatability and auditability of simulator-based manoeuvres while producing SI-ready datasets for hydrodynamic-derivative identification and digital-twin workflows. Another feature is explicit command-execution separation for differential-thrust steering, where inputs are recorded as ordered rudder-equivalent commands and realised actuation is logged as an execution-level proxy derived from applied thrust. Case-study results demonstrate repeatable and compliant manoeuvre behaviour. For TC tests, the normalised advance differs by approximately 3.9 percent between port and starboard sides, while the tactical diameter differs by approximately 4.6 to 4.7 percent. For ZZ tests, first and second overshoot excesses remain below 1 degree for both +/- 10 degree and +/- 20 degree manoeuvres, satisfying IMO criteria, while peak yaw rates range from approximately 4.1 to 5.8 deg/s. Overall, the framework provides a repeatable and auditable virtual sea-trial workflow for generating IMO/ITTC-aligned datasets and supporting system identification, hydrodynamic-derivative estimation, and digital-twin calibration.
- Abstract（参考訳）: 流体力学的デリバティブの正確な同定は、無人表面車両(USV)の制御と航法に不可欠であるが、物理的海上試験による高忠実な操作データは、コストと安全性によって制約される。
Turning Circle (TC) と Zig-Zag (ZZ) の臨床試験は, IMO および ITTC の評価手順において基礎的なものである。
本稿では,TCL/ZZ操作の自動化とデータ生成のための標準化された仮想海試行フレームワークを導入することで,MARUS(Marine Robotics Unity Simulator)を拡張した。
主要なコントリビューションは、専用のTC/ZZデータ取得と後処理パイプラインであり、シミュレータベースの操作の再現性と監査性を改善しながら、熱力学的デリバティブ識別とデジタルツインワークフローのためのSI対応データセットを生成する。
もうひとつの特徴は、差動スラストステアリングのための明示的なコマンド実行分離であり、入力を順序付き舵等価コマンドとして記録し、印加スラストから派生した実行レベルプロキシとして実行動作をログアップする。
ケーススタディの結果は反復的かつ従順な操作行動を示している。
TCテストでは、正常化の進行はポート側とスターボード側で約3.9%、戦術的な直径はおよそ4.6から4.7%である。
ZZ試験では、第1および第2のオーバーシュート過剰量は、IMO基準を満たす+/-10度と+/-20度の両方で1度以下であり、ピークヨーレートは約4.1から5.8デグ/秒である。
全体として、このフレームワークは、IMO/ITTCに準拠したデータセットを生成し、システム識別、流体力学的デリバティブ推定、デジタルツインキャリブレーションをサポートする、反復可能で監査可能な仮想海事ワークフローを提供する。
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