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HydroMAN（代表流体动力学模型辅助导航）是最先进的导航融合引擎，配备了嵌入式自学习飞行器飞行动力学模型。HydroMAN引擎将来自IMU，DVL，CVL，Speed Log，LBL / USBL，地形辅助导航和GPS等传感器的测量结果合成到其自校准车辆模型中，以计算导航解决方案，使用一系列传感器预处理器和基于分层扩展卡尔曼滤波器的融合算法。当有准确的传感器测量可用时;例如，DVL底部锁定或声学位置更新，HydroMAN根据当地操作环境对车辆模型进行自我校准，在很大程度上补偿了水下洋流提供的导航漂移和模型自身的误差估计。然后，当精确的传感器不可用或关闭以节省电力时，校准后的车辆模型将用于导航辅助。这一概念使HydroMAN比商用INS更优越，因为精确的传感器测量不仅用于改善当前导航，还用于在传感器不可用或关闭时改善未来的导航。对于低成本车辆，融合发动机主要依靠IMU和预估车辆飞行动力学模型的速度估计，提供合理的导航方案。
| 状态： | 自2018年<>月开始进行 |
| 赞助商： | 达帕， 安大略省 |
| 历届赞助商： | 巴特尔，洛克希德马丁公司，安大略省 |
| 人： | 苏普恩·兰德尼（PI）和亨里克·施密特 |
| 车辆： | 蓝鳍金枪鱼21无人潜航器、蓝鳍金枪鱼沙鲨无人潜航器、麻省理工学院MK-39 EMATT无人潜航器、墨菲斯无人潜航器、银尾无人潜航器、清路苍鹭无人潜航器、C射线无人潜航器等。 |
HydroMAN最初是为了展示在北极冰下准确导航水下航行器的能力而开发的。这在美国海军ICEX20上得到了证明：（https://www.youtube.com/watch?v=80ZNm0vOqJU&t=83s）在北极波弗特海进行，麻省理工学院团队在那里部署了Macrura AUV，一种定制的蓝鳍金枪鱼21车辆 - Macrura是第一辆Bluefin 21车辆，最初被称为蓝鳍奥德赛III，驯鹿。HydroMAN的最初目的是在没有DVL底部锁定的情况下，在上层和中水柱中在漂流的北极海冰下方准确导航Macrura，并且能够承受DVL冰锁掉落，声学通信/导航辅助脱落以及声学导航辅助的延迟和时间滞后。
HydroMAN综合了来自IMU，向上看的DVL，压力传感器，自校准飞行器飞行动力学模型以及来自我们定制的集成通信和导航网络ICNN的声学导航更新的测量结果。ICNN预测了风和洋流驱动的冰运动，定期更新AUV的冰漂移位置和速度测量;HydroMAN相应地校正了DVL测量值。飞行动力学模型综合了校正后的DVL冰轨测量和ICNN导航更新（如果有），以根据当地操作环境自校准车辆动力学模型，在很大程度上补偿了水下洋流提供的漂移和模型自身的误差估计。然后，当DVL冰锁不可用时，将校准的车辆模型用于导航辅助。
在ICEX20上，HydroMAN-ICNN导航框架展示了提供低几十米不确定性的非发散导航解决方案的能力，这与高纬度地区的GPS精度相似。
最初的HydroMAN系统嵌入在LAMSS软件堆栈中，这使得它难以集成到其他车辆的软件系统中。HydroMAN 2.0 版本是一个独立的导航引擎，它使用基于 TCP 的“标准协议”与客户端系统进行通信（即使用预定义的 google 协议缓冲区消息定义交换数据，每条消息使用 Base64 编码并通过 TCP 连接传输）。客户端系统可以发送可用的导航传感器数据（例如DVL，IMU，GPS，CVL，LBL/USBL，地形辅助导航），作为回报，HydroMAN将提供融合导航解决方案。因此，客户端可以在任何中间件上运行，如MOOS，ROS，Goby，DDS，LCM等。但仍然可以使用 HydroMAN 进行导航。
图 1 显示了使用 MITFrontseat（一个示例车辆软件系统）的数据流图的 HydroMAN 2.0 的客户端-服务器系统架构。在此示例中，MITFrontseat负责车辆的导航传感器驾驶员、车辆自主性、低级控制系统、车辆执行器驱动器。HydroMAN负责提供车辆的导航解决方案。
图1.1：HydroMAN 2.0的系统架构以及与MITFrontseat集成的示例
目前，主要的HydroMAN源代码位于MIT github存储库中。github.com 中还存在此存储库的镜像，目的是提供对外部协作者和车辆计算机的访问。请联系Supun Randeni supun@mit.edu 或麻省理工学院自主海洋传感系统实验室 lamss@mit.edu 以获取对这些存储库的访问权限。
HydroMAN 3.0 版本将于 2023 年 <> 月发布。该版本扩展了HydroMAN的功能，包括模型辅助滑翔机导航，多模式飞行器（例如混合动力滑翔机）导航，越洋水下航行器的远程导航，具有不同保真度的大量传感器的融合以及车辆执行器故障跟踪。
2022 （1项）
2021 （1项）
2020 (3 items)
2018 (1 item)
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