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Navigation Without Localization Using Stable Cycles

delete2026-02-20
delete0
PRE
AI
Q
Quentin Brateau
L
Loïck Degorre
F
Fabrice Le Bars
L
Luc Jaulin
DOI:10.1109/joe.2026.3652057delete
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摘要

摘要

En 中文
在GNSS拒止环境(如水下)中导航自主机器人,由于缺乏可靠定位,仍是一项基本挑战。传统方法依赖外感受传感器和复杂的姿态估计流程,这些方法通常计算成本高、精度不高,且不适合隐蔽或资源受限的平台。在本文中,我们提出了一种基于稳定周期的创新、低耗导航范式,其灵感来源于迁徙动物中观察到的生物导航策略。我们的方法使机器人能够跟随并稳定环境中的预定周期,而无需进行显式姿态估计。采用定时自动机生成控制输入,驱动机器人沿离散化的周期运动,随后利用稀疏环境测量数据在世界坐标系中稳定该周期。我们正式描述了这种基于周期的控制框架,提供了其稳定性的证明,并在真实机器人上通过实验验证了该方法。这项工作为在非结构化且GNSS拒止环境中实现低成本、低可观测性的机器人导航开辟了新方向。
Keyword:
Automatic control
autonomous underwater vehicles
navigation
uncrewed surface vessels

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IEEE Journal of Oceanic Engineering
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