DVL-DeepONet: Aprendizaje de operadores guiado por física para la navegación submarina resistente
Los investigadores proponen DVL-DeepONet, un marco de operador neuronal profundo guiado por física diseñado para mejorar la navegación de vehículos autónomos submarinos (AUV) en condiciones de sensores degradados. El sistema aborda desafíos derivados de mediciones ruidosas o incompletas del registro Doppler de velocidad y la ausencia de sensores inerciales en plataformas de bajo costo. Estima vectores de velocidad a través de tres escenarios operativos: estimación resistente al ruido con sensores acoplados, aprendizaje solo con DVL y recuperación de mediciones de haz. Al mapear observaciones temporales a la velocidad del vehículo mientras se imponen restricciones de consistencia física, el modelo mantiene su robustez durante perturbaciones ambientales. El marco fue validado mediante experimentos reales con AUV que cubrieron una longitud acumulada de trayectoria de aproximadamente 10,000 metros. Los resultados experimentales demuestran que las arquitecturas DVL-DeepONet superan a los algoritmos basados en modelos y aprendizaje por base por un 40%.