In diesem Beitrag wird ein modularer Framework zur Führung, Navigation und Regelung unbemannter Oberflächenwasserfahrzeuge vorgestellt. Die Manöverplanung wird dem Schiffsführungssystem vorgegeben und fußt auf einer Kombination von verschiedenen Standardtrajektorien. Die Prozessdatenfilterung und -schätzung realisiert ein Navigationssystem, dessen Ausgangsgrößen zur Regelung und Schiffsführung zurück geführt werden. Das Regelungsschema setzt sich aus einer vereinheitlichenden inneren Schleife zur Geschwindigkeitsregelung und einer an die jeweilige Mission zu adaptierende äußeren Regelschleife zur Missionssteuerung zusammen. Die Parameterbestimmung basiert auf Messdaten des unbemannten Oberflächenfahrzeuges MESSIN.

    In this paper, a framework for guidance, navigation and control of marine vehicles is proposed. The focus is on application of unmanned surface vehicle for performing high accuracy measuring tasks. The desired maneuvering path is defined as a combination of standard path sections and delivered to the guidance system. The measurements are filtered and the unmeasurable states are estimated in navigation system and fed back to the guidance and control systems. An extended Kalman filter based approach is used in navigation system, in order to take the nonlinear behaviors of the system into consideration. The proposed control scheme is a modular system consisting of a cascade structure, where the unified inner loop is responsible for velocity control and the outer loop can be adapted independently to various missions. The model parameters are estimated based on subspace identification method using data obtained from a measuring vehicle, MESSIN. The results have been further used for design of control and navigation systems. The performance and effectiveness of the proposed framework are demonstrated on a model for a path following mission.


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    Title :

    Guidance, Navigation and Control of Unmanned Surface Vehicles


    Additional title:

    Führung, Navigation und Regelung unbemannter Wasserfahrzeuge


    Contributors:

    Published in:

    Publication date :

    2015


    Size :

    13 Seiten, 11 Bilder, 1 Tabelle, 26 Quellen




    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Print


    Language :

    English





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