恭喜电子科技大学甘章怡获国家专利权
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龙图腾网恭喜电子科技大学申请的专利一种基于LSTM神经网络辅助的车载导航方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115112119B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210964179.7,技术领域涉及:G01C21/10;该发明授权一种基于LSTM神经网络辅助的车载导航方法是由甘章怡;杜爽;杨文慧;赵鑫;邓斯琪设计研发完成,并于2022-08-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于LSTM神经网络辅助的车载导航方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于LSTM神经网络辅助的车载导航方法,包括以下步骤:S1.车辆运行时,构建传感器的输出信号特征;S2.在GPS未中断时,构建GPS输出信号特征,并基于扩展卡尔曼滤波处理得到误差数据,并与捷联解算结果作差,得到导航信息;S3.构建LSTM神经网络模型,在GPS未中断的时间段内,对LSTM神经网络进行训练;S4.在GPS中断时,由LSTM神经网络模型输出伪位置增量,并基于卡尔曼滤波得到预测误差数据,与捷联解算结果作差,得到导航信息。本发明基于LSTM神经网络辅助,以MEMSIMU的比力、角速度以及捷联结算的速度和航向角作为输入,以预测GPS中断时的位置增量,并且将此作为EKF的观测量,从而准确估计出车辆的轨迹。
本发明授权一种基于LSTM神经网络辅助的车载导航方法在权利要求书中公布了:1.一种基于LSTM神经网络辅助的车载导航方法,其特征在于:包括以下步骤:S1.车辆运行时,利用安装在车辆上的传感器对车辆数据进行采集,并进行降噪处理和捷联解算,并构建传感器的输出信号特征;S2.在GPS未中断时,根据安装在车辆上GPS模块构建GPS输出信号特征,并基于扩展卡尔曼滤波处理得到误差数据,并与捷联解算结果作差,得到导航信息;S3.构建LSTM神经网络模型,在GPS未中断的时间段内,利用传感器的输出信号特征和GPS输出信号特征对LSTM神经网络进行训练;S4.在GPS中断时,由LSTM神经网络模型输出伪位置增量,并基于卡尔曼滤波得到预测误差数据,与捷联解算结果作差,得到导航信息;所述步骤S4包括:S401.GPS中断时,将传感器输出的信号特征送入训练完成的神经网络,得到预测的GPS位置增量:若车辆运行的第t秒,GPS中断,将传感器输出信号特征为送入训练完成的神经网络,得到预测出输出记为ΔpANN;其中,分别为车辆运行的第t秒内传感器输出的数据,进行降噪和整合平均后,得到的三轴加速度计数据和三轴陀螺仪数据,分别为车辆运行的第t秒内传感器输出的数据进行降噪和INS捷联解算后得到的速度信息和姿态信息;S402.构建t时刻卡尔曼滤波的观测量zt:zt={ΔpANN};S403.设第t秒已知的观测量噪声协方差矩阵为Rt,第t-1秒已知的过程量噪声协方差为Qt-1,第t-1秒已知的噪声驱动矩阵为Gt-1;从t=1开始,根据第t-1秒的状态量矩阵修正值获取第t秒状态量矩阵修正值将量测矩阵取值为Ht=[I3×303×303×303×303×3],设得到: 其中,φtt-1表示第t-1时刻到第t时刻的车辆动态转移矩阵,Pt-表示t时刻状态量噪声协方差矩阵的预测值,Pt+表示t时刻状态量噪声协方差矩阵的修正值,Pt-1+表示t-1时刻状态量噪声协方差矩阵的修正值,Kt表示t时刻的卡尔曼滤波增益矩阵;其中, vt定义为新息序列,cvt为理论新息序列协方差,为窗口大小为N的时间内的实际新息序列协方差;S404.利用第t秒内INS捷联结算得到的第t秒的车辆速度信息、姿态信息和位置信息,减去第t秒状态量矩阵修正值中包含的速度误差、姿态误差和位置误差,得到所需的导航信息。
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