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一种基于LSTM-EKF的车载GNSS/INS组合导航系统

傅率智 陈伟 吴迪 孔海洋 郑洪江 杜路遥

傅率智, 陈伟, 吴迪, 孔海洋, 郑洪江, 杜路遥. 一种基于LSTM-EKF的车载GNSS/INS组合导航系统[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20200115
引用本文: 傅率智, 陈伟, 吴迪, 孔海洋, 郑洪江, 杜路遥. 一种基于LSTM-EKF的车载GNSS/INS组合导航系统[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20200115
Fu Shuaizhi, Chen Wei, Wu Di, Kong Haiyang, Zheng Hongjiang, Du Luyao. A GNSS/INS Vehicle Integrated Navigation System Based on LSTM-EKF[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20200115
Citation: Fu Shuaizhi, Chen Wei, Wu Di, Kong Haiyang, Zheng Hongjiang, Du Luyao. A GNSS/INS Vehicle Integrated Navigation System Based on LSTM-EKF[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20200115

一种基于LSTM-EKF的车载GNSS/INS组合导航系统

doi: 10.13203/j.whugis20200115
基金项目: 

国家重点专项研发计划“新能源汽车”专项(2018YFB0105205);2018年度广西高校中青年教师基础能力提升项目(2018KY0357);2018广西创新驱动发展专项(桂科2018AA18118025)。

详细信息
    作者简介:

    傅率智,硕士生,主要从事GNSS/INS组合导航研究。fushuaizhi@whut.edu.cn

  • 中图分类号: P228

A GNSS/INS Vehicle Integrated Navigation System Based on LSTM-EKF

Funds: 

National Key R&D Program of China (2018YFB0105205)

  • 摘要: 基于GNSS/INS的组合导航系统,可以为车载运动提供连续且高精度的定位信息。然而,在车载消费级GNSS/INS组合导航方案中,较长时间的GNSS定位信息缺失,会导致定位精度迅速下降,这种情况在城市行车环境中尤为常见。因此,设计了一种长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)辅助的基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)的GNSS/INS组合导航方案。LSTM在有GNSS定位环境下,学习组合导航系统的误差与INS解算结果之间的数学关系,在无GNSS定位环境下,对组合导航系统的误差状态进行预测与校正,进而达到提高定位精度的目的。实验结果显示在GNSS定位信息缺失时长15秒时,基于EKF的GNSS/INS组合导航系统的北向误差达到1.93米,东向误差达到13.92米,基于LSTM-EKF的组合导航系统北向误差为1.17米,东向误差为0.84米,定位精度大幅提升。
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-25
  • 网络出版日期:  2021-05-07

一种基于LSTM-EKF的车载GNSS/INS组合导航系统

doi: 10.13203/j.whugis20200115
    基金项目:

    国家重点专项研发计划“新能源汽车”专项(2018YFB0105205);2018年度广西高校中青年教师基础能力提升项目(2018KY0357);2018广西创新驱动发展专项(桂科2018AA18118025)。

    作者简介:

    傅率智,硕士生,主要从事GNSS/INS组合导航研究。fushuaizhi@whut.edu.cn

  • 中图分类号: P228

摘要: 基于GNSS/INS的组合导航系统,可以为车载运动提供连续且高精度的定位信息。然而,在车载消费级GNSS/INS组合导航方案中,较长时间的GNSS定位信息缺失,会导致定位精度迅速下降,这种情况在城市行车环境中尤为常见。因此,设计了一种长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)辅助的基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)的GNSS/INS组合导航方案。LSTM在有GNSS定位环境下,学习组合导航系统的误差与INS解算结果之间的数学关系,在无GNSS定位环境下,对组合导航系统的误差状态进行预测与校正,进而达到提高定位精度的目的。实验结果显示在GNSS定位信息缺失时长15秒时,基于EKF的GNSS/INS组合导航系统的北向误差达到1.93米,东向误差达到13.92米,基于LSTM-EKF的组合导航系统北向误差为1.17米,东向误差为0.84米,定位精度大幅提升。

English Abstract

傅率智, 陈伟, 吴迪, 孔海洋, 郑洪江, 杜路遥. 一种基于LSTM-EKF的车载GNSS/INS组合导航系统[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20200115
引用本文: 傅率智, 陈伟, 吴迪, 孔海洋, 郑洪江, 杜路遥. 一种基于LSTM-EKF的车载GNSS/INS组合导航系统[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20200115
Fu Shuaizhi, Chen Wei, Wu Di, Kong Haiyang, Zheng Hongjiang, Du Luyao. A GNSS/INS Vehicle Integrated Navigation System Based on LSTM-EKF[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20200115
Citation: Fu Shuaizhi, Chen Wei, Wu Di, Kong Haiyang, Zheng Hongjiang, Du Luyao. A GNSS/INS Vehicle Integrated Navigation System Based on LSTM-EKF[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20200115
参考文献 (12)

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