基于因子图的AUV协同导航通信延迟误差补偿算法

针对自主水下航行器协同导航系统水声通信延迟导致的定位误差增大问题，在因子图协同导航算法框架下提出一种基于量测信息重建的通信延迟补偿算法。首先，基于主从式协同导航系统状态方程、量测方程构建因子图模型。由于多个自主水下航行器距离量测信息导致因子图模型存在环结构，故通过两次消息传递迭代求解各节点变量概率密度分布。随后，在广播式水声通信延迟机理分析基础上进行量测信息重建，并将其接入因子图代替原始量测信息进行消息传递与解算，从而补偿水声通信延迟。仿真实验结果表明，所提算法可以有效提高从自主水下航行器定位精度，没有通信延迟补偿的协同导航算法定位精度与水声通信固定延迟呈反比，在水声通信固定延迟为10 s的条件下，所提算法相比没有通信延迟补偿的协同导航算法，定位精度可以提高82.57%。