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A Hybrid CRBP-VMP Cooperative Positioning Algorithm for Distributed Multi-UAVs 분산형 다중 무인항공기를 위한 하이브리드 CRBP-VMP 협력 포지셔닝 알고리즘

Lu LU, Guangxia LI, Tianwei LIU, Siming LI, Shiwei TIAN

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요약 :

위치 정보는 다중 무인 항공기(UAV) 애플리케이션에서 중요한 역할을 합니다. 전통적으로 위치 정보는 우수한 성능과 글로벌 커버리지로 인해 GNSS(Global Navigation Satellite System)를 통해 널리 제공되었습니다. 그러나 복잡한 비행 환경이나 신호 차단, 전파 방해, 의도하지 않은 간섭으로 인해 UAV는 GNSS만을 사용하여 위치를 찾지 못할 수도 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 방법으로 P3P 범위 측정과 보조 정보를 통합한 협동 측위가 측위의 정확성과 가용성을 향상시킬 수 있다는 점에서 점점 더 많은 주목을 받고 있습니다. 그러나 다중 UAV의 협력 위치 지정에 대한 우수한 성능을 달성하는 것은 이동성, 임의의 비선형 상태 진화, 측정 모델 및 제한된 계산 및 통신 리소스로 인해 어렵습니다. 본 논문에서는 GNSS가 서비스를 제공할 수 없는 XNUMX차원 환경에서 UAV 간의 협력적 측위 문제를 해결하기 위한 FG(Factor Graph) 표현 및 메시지 전달 방법론을 제시합니다. 또한 계산 복잡도와 통신 비용을 줄이면서 비선형 상태 진화 및 측정 모델을 다루기 위해 BP(Belief Propagation)를 사용하는 CR(Spherical-Radial Cubature Rules) 방법을 사용하여 동적 및 하이브리드 UAV용 분산 알고리즘을 개발합니다. 및 FG의 변형 메시지 전달(VMP) 방법(CRBP-VMP)입니다. 제안된 CRBP는 고도로 비선형적인 상태 진화 모델과 비가우시안 분포를 다루며, VMP 방법은 메시지 거리 측정에 사용되며, 메시지 표현이 더 간단해지고 결합 추정 문제에서 통신 비용을 줄일 수 있습니다. 시뮬레이션 결과는 제안된 CRBP-VMP 알고리즘이 무선 네트워크(SPAWN) 및 기존 Cubature Kalman을 통한 합산 알고리즘과 비교하여 달성할 수 있는 더 높은 위치 정확도, 더 나은 수렴뿐만 아니라 낮은 계산 복잡성 및 통신 비용을 보여줍니다. 필터(CKF) 방법.

발행
IEICE TRANSACTIONS on Communications Vol.E102-B No.10 pp.1933-1940
발행일
2019/10/01
공개일
2019/04/26
온라인 ISSN
1745-1345
DOI
10.1587/transcom.2018DRP0004
원고의 종류
Special Section PAPER (Special Section on Exploring Drone for Mobile Sensing, Coverage and Communications: Theory and Applications)
범주

작성자

Lu LU
  Army Engineering University,Test and Assessment Research Center of China Satellite Navigation Office (TARC-CSNO)
Guangxia LI
  Army Engineering University
Tianwei LIU
  Army Engineering University
Siming LI
  Army Engineering University
Shiwei TIAN
  Army Engineering University

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