系统工程与电子技术 ›› 2021, Vol. 43 ›› Issue (10): 2961-2967.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2021.10.31

• 制导、导航与控制 • 上一篇    下一篇

基于多尺度网格细胞的路径整合模型

赵辰豪*, 吴德伟, 韩昆, 朱浩男, 代传金   

  1. 空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
  • 收稿日期:2020-08-22 出版日期:2021-10-01 发布日期:2021-11-04
  • 通讯作者: 赵辰豪
  • 作者简介:赵辰豪(1996—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为智能自主导航理论与技术|吴德伟(1963—), 男, 教授, 博士, 主要研究方向为智能导航与协同控制|韩昆(1990—), 男, 博士研究生, 主要研究方向为智能自主导航理论与技术|朱浩男(1994—), 男, 博士研究生, 主要研究方向为智能自主导航理论与技术|代传金(1980—), 男, 副教授, 博士, 主要研究方向为智能导航与协同控制
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(61973314)

Path integration model based on multi-scale grid cell

Chenhao ZHAO*, Deiwei WU, Kun HAN, Haonan ZHU, Chuanjin DAI   

  1. Information and Navigation College, Air Force Engineering University, Xi'an 710077, China
  • Received:2020-08-22 Online:2021-10-01 Published:2021-11-04
  • Contact: Chenhao ZHAO

摘要:

针对类脑机制下空间位置自主推算问题, 提出一种基于新型叠加算法的路径整合模型, 通过引入多尺度网格细胞提高路径整合结果的准确性。在路径整合模型中, 基于吸引子网络构建网格细胞与头朝向细胞模型, 通过头朝向变化量来判断运行体的运行状态, 完成不同运动的整合过程; 采用动态权重值分别计算直线运动与曲线运动过程中多尺度网格细胞的位移变化量, 提高路径整合的精度。仿真结果表明, 单一尺度与多尺度网格细胞路径整合模型都能够完成路径整合, 且在3 000 m的距离内, 多尺度网格细胞模型误差不超过15 m, 证明了多尺度网格细胞模型能够提高路径整合的精度, 验证了该路径整合模型的有效性。

关键词: 多尺度, 网格细胞, 头朝向细胞, 吸引子网络模型, 路径整合

Abstract:

To solve the problem of autonomic spatial location estimation using brain-like mechanism, we propose a path integration model based on new superposition algorithm. By introducing multi-scale grid cell, the accuracy of path integration is improved. In path integration model, both grid cell model and head-direction model are realized by attractor network. The path integration model judges the state through the head direction's change to complete different integration process, and calculates the displacement changes of multi-scale grid cell model during linear motion and curvilinear motion via a dynamic weight to improve the accuracy of path integration. The results show that both single-scale and multi-scale model can complete path integration, and in the distance of 3 000 m, the error of multi-scale grid cell model does not exceed 15 m. It is proved that the multi-scale model can improve the accuracy of path integration and verified that the path integration model is effective.

Key words: multi-scale, grid cell, head direction cell, attractor network model, path integration

中图分类号: