恭喜電子科技大學甘章怡獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜電子科技大學申請的專利一種基于LSTM神經網絡輔助的車載導航方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115112119B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210964179.7,技術領域涉及:G01C21/10;該發明授權一種基于LSTM神經網絡輔助的車載導航方法是由甘章怡;杜爽;楊文慧;趙鑫;鄧斯琪設計研發完成,并于2022-08-11向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于LSTM神經網絡輔助的車載導航方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于LSTM神經網絡輔助的車載導航方法,包括以下步驟:S1.車輛運行時,構建傳感器的輸出信號特征;S2.在GPS未中斷時,構建GPS輸出信號特征,并基于擴展卡爾曼濾波處理得到誤差數據,并與捷聯解算結果作差,得到導航信息;S3.構建LSTM神經網絡模型,在GPS未中斷的時間段內,對LSTM神經網絡進行訓練;S4.在GPS中斷時,由LSTM神經網絡模型輸出偽位置增量,并基于卡爾曼濾波得到預測誤差數據,與捷聯解算結果作差,得到導航信息。本發明基于LSTM神經網絡輔助,以MEMSIMU的比力、角速度以及捷聯結算的速度和航向角作為輸入,以預測GPS中斷時的位置增量,并且將此作為EKF的觀測量,從而準確估計出車輛的軌跡。
本發明授權一種基于LSTM神經網絡輔助的車載導航方法在權利要求書中公布了:1.一種基于LSTM神經網絡輔助的車載導航方法,其特征在于:包括以下步驟:S1.車輛運行時,利用安裝在車輛上的傳感器對車輛數據進行采集,并進行降噪處理和捷聯解算,并構建傳感器的輸出信號特征;S2.在GPS未中斷時,根據安裝在車輛上GPS模塊構建GPS輸出信號特征,并基于擴展卡爾曼濾波處理得到誤差數據,并與捷聯解算結果作差,得到導航信息;S3.構建LSTM神經網絡模型,在GPS未中斷的時間段內,利用傳感器的輸出信號特征和GPS輸出信號特征對LSTM神經網絡進行訓練;S4.在GPS中斷時,由LSTM神經網絡模型輸出偽位置增量,并基于卡爾曼濾波得到預測誤差數據,與捷聯解算結果作差,得到導航信息;所述步驟S4包括:S401.GPS中斷時,將傳感器輸出的信號特征送入訓練完成的神經網絡,得到預測的GPS位置增量:若車輛運行的第t秒,GPS中斷,將傳感器輸出信號特征為送入訓練完成的神經網絡,得到預測出輸出記為ΔpANN;其中,分別為車輛運行的第t秒內傳感器輸出的數據,進行降噪和整合平均后,得到的三軸加速度計數據和三軸陀螺儀數據,分別為車輛運行的第t秒內傳感器輸出的數據進行降噪和INS捷聯解算后得到的速度信息和姿態信息;S402.構建t時刻卡爾曼濾波的觀測量zt:zt={ΔpANN};S403.設第t秒已知的觀測量噪聲協方差矩陣為Rt,第t-1秒已知的過程量噪聲協方差為Qt-1,第t-1秒已知的噪聲驅動矩陣為Gt-1;從t=1開始,根據第t-1秒的狀態量矩陣修正值獲取第t秒狀態量矩陣修正值將量測矩陣取值為Ht=[I3×303×303×303×303×3],設得到: 其中,φtt-1表示第t-1時刻到第t時刻的車輛動態轉移矩陣,Pt-表示t時刻狀態量噪聲協方差矩陣的預測值,Pt+表示t時刻狀態量噪聲協方差矩陣的修正值,Pt-1+表示t-1時刻狀態量噪聲協方差矩陣的修正值,Kt表示t時刻的卡爾曼濾波增益矩陣;其中, vt定義為新息序列,cvt為理論新息序列協方差,為窗口大小為N的時間內的實際新息序列協方差;S404.利用第t秒內INS捷聯結算得到的第t秒的車輛速度信息、姿態信息和位置信息,減去第t秒狀態量矩陣修正值中包含的速度誤差、姿態誤差和位置誤差,得到所需的導航信息。
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