論文の概要: Information-Aided DVL Calibration
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.31216v1
- Date: Tue, 30 Jun 2026 06:54:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-01 18:27:19.107533
- Title: Information-Aided DVL Calibration
- Title(参考訳): 情報支援型DVL校正
- Abstract要約: ドップラー速度ログ(DVL)速度測定は、自律型水中車両(AUV)ナビゲーションソリューションの精度に重要である。
正確な測定を確実にするために、DVLはミッション開始前であり、AUVは水面を航行し、正確な基準測定を行うグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)信号を受信する。
特定の環境では、エラー信号は利用できない可能性があり、従来の校正は不可能であり、非校正DVL測定を強制する。
本研究は,従来のカルマンフィルタを用いたキャリブレーションの精度向上を主目的とした情報支援キャリブレーション(IAC)を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.5217350574838875
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The Doppler velocity log (DVL) velocity measurements are critical to the accuracy of autonomous underwater vehicle (AUV) navigation solutions and, consequently, to mission success. To ensure accurate measurements, the DVL is commonly calibrated before mission start while the AUV sails on the water surface, receiving global navigation satellite system (GNSS) signals that provide accurate reference measurements. Conventionally, Kalman filter-based approaches are employed during calibration to estimate the scale factor and misalignment errors. However, in certain environments, GNSS signals may be unavailable, rendering conventional calibration impossible and forcing the use of uncalibrated DVL measurements, which degrades navigation performance. To address this limitation, this work proposes information-aided calibration (IAC) with two main contributions: first, improving the accuracy of conventional Kalman filter-based calibration in GNSS-enabled environments, and second, enabling GNSS-free DVL self-calibration. Using real-world AUV datasets, the proposed IAC models achieve up to a 20% average improvement in GNSS-enabled environments and up to a 35% improvement in velocity vector estimation during GNSS-free DVL self-calibration. Overall, the proposed approach improves navigation accuracy, reduces navigation drift, and consequently enhances mission reliability.
- Abstract(参考訳): ドップラー速度ログ(DVL)速度測定は、自律型水中車両(AUV)航法ソリューションの精度と、その結果、ミッションの成功に不可欠である。
正確な測定を保証するため、DVLはミッション開始前に普通に校正され、AUVは水面を航行し、正確な基準測定を行うグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)信号を受け取る。
従来、カルマンフィルタに基づくアプローチは、スケール係数と誤調整誤差を推定するためにキャリブレーション中に採用されていた。
しかし、特定の環境では、GNSS信号は利用できない可能性があり、従来の校正は不可能であり、未校正DVL測定を用いることでナビゲーション性能が低下する。
本研究は, GNSS対応環境における従来のカルマンフィルタを用いたキャリブレーションの精度向上と, GNSSフリーなDVL自己校正を実現するための2つの主要な貢献点を有する情報支援キャリブレーション(IAC)を提案する。
実世界のAUVデータセットを用いて、提案したIACモデルは、GNSS対応環境において20%平均的な改善を達成し、GNSS非DVL自己校正中のベロシティベクター推定を最大35%改善する。
全体として、提案手法はナビゲーション精度を改善し、ナビゲーションドリフトを低減し、ミッション信頼性を向上させる。
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