論文の概要: Underwater Navigation in Unsteady Flows Using Measurement Histories from a Single Sensing Unit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.26753v1
- Date: Tue, 22 Sep 2026 17:34:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-24 01:05:39.772986
- Title: Underwater Navigation in Unsteady Flows Using Measurement Histories from a Single Sensing Unit
- Title(参考訳): 単センシング装置からの計測履歴を用いた非定常流れの水中航行
- Abstract要約: 我々は、因果オブザーバを用いて、単一のセンシングユニットによって収集された測定の有限履歴から、現在の横速度を推定する。
この仮想センシングインタフェースは,体フレーム周囲の速度にアクセス可能な2次元覚醒シミュレーションにおいて,ロボット中心への3点からの同時流れのサンプリングを低減する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.5749416770494706
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Spatial flow measurements support underwater navigation, but distributed sensing is constrained by robot size and sensor layout. We use a causal observer to estimate current lateral velocities from a finite history of measurements collected by a single sensing unit, supplying the inputs of a fixed navigation controller. In two-dimensional wake simulations with access to body-frame ambient velocity, this virtual sensing interface reduces simultaneous flow sampling from three points to the robot center. Trained only in a circular-cylinder wake at Re = 100, the flow-history observer achieves 84.4% and 80.6% success at held-out Re = 205 and 240 without retraining. These rates are 7.4 and 4.6 percentage points below direct spatial sensing and more than 30 points above a matched current-only observer. Past flow remains beneficial when past goal and yaw information is available. Across obstacle geometries, performance remains close to direct sensing in square-prism wakes but declines in triangular-prism wakes. Component replacement identifies the lateral velocity difference as control-relevant, while controlled perturbations reveal sensitivity to error persistence. The results demonstrate the closed-loop utility of single-point flow histories under the assumed observation model.
- Abstract(参考訳): 空間フローの測定は水中ナビゲーションをサポートするが、分散センシングはロボットのサイズとセンサーレイアウトによって制限される。
我々は、因果オブザーバを用いて、単一のセンシングユニットによって収集された測定の有限履歴から現在の横速度を推定し、固定されたナビゲーションコントローラの入力を供給する。
この仮想センシングインタフェースは,体フレーム周囲の速度にアクセス可能な2次元覚醒シミュレーションにおいて,ロボット中心への3点からの同時流れのサンプリングを低減する。
Re = 100の円柱後流でのみ訓練され、リトレーニングなしで保持されたRe = 205, 240で84.4%、80.6%の成功を収めた。
これらの値は、直接空間センサーより7.4と4.6ポイント低く、一致した電流のみの観測者より30ポイント以上高い。
過去の流れは、過去のゴールとヨー情報が利用可能であるときにも有益である。
障害物地平線を横切ると、正方形プリズムのウェイクでは直接感知されるが、三角形プリズムのウェイクでは低下する。
コンポーネント置換は、横方向の速度差を制御関連性として識別する一方、制御された摂動はエラーの持続性に敏感である。
その結果, 仮定された観測モデルの下では, 単一点フロー履歴の閉ループ有効性を示すことができた。
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