系统工程与电子技术 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (11): 3844-3861.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2024.11.27

• 制导、导航与控制 • 上一篇    下一篇

综述: 类脑智能导航建模技术及其应用

李卫斌, 秦晨浩, 张天一, 毛鑫, 杨东浩, 纪文搏, 侯彪, 焦李成   

  1. 西安电子科技大学人工智能学院, 陕西 西安 710071
  • 收稿日期:2023-11-16 出版日期:2024-10-28 发布日期:2024-11-30
  • 通讯作者: 李卫斌
  • 作者简介:李卫斌(1976—), 男, 教授, 博士研究生导师, 博士, 主要研究方向为北斗、遥感、智能导航、大模型及应用、人工智能
    秦晨浩(2000—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为北斗、遥感、智能导航
    张天一(1995—), 男, 博士研究生, 主要研究方向为高分遥感、北斗高精定位
    毛鑫(1999—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为SLAM、无人系统自主导航
    杨东浩(1999—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为SLAM、无人系统自主导航
    纪文搏(1998—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为遥感、智能导航
    侯彪(1974—), 男, 教授, 博士, 主要研究方向为遥感图像解译与目标识别、无人系统协同感知、人工智能芯片及系统
    焦李成(1959—), 男, 欧洲科学院外籍院士, 俄罗斯自然科学院外籍院士, 教授, 博士, 主要研究方向为人工智能、海量、高维、非结构化信息处理中的优化与学习、复杂影像的预处理、图像分析和数据压缩、深度学习FPGA系统、遥感影像大数据类脑解译系统、类脑SAR系统
  • 基金资助:
    宁夏自治区2020年重点研发计划(东西部合作专项)新立项前引导项目(2020BFG02013);陕西省重点研发计划(2021GY-102);国家自然科学基金面上项目(62176196);陕西省陕西省厅市联动重点项目(2022GD-TSLD-61-3);西安市科技计划项目(21RGZN0012);西安市科技计划项目(23ZDCYTSGG0026-2022);咸阳市重点研发计划(2021ZDYF-GY-0031);陕西省煤田地质集团有限公司科研项目(SMDA-2023CX-14)

Review: brain-inspired intelligent navigation modeling technology and its application

Weibin LI, Chenhao QIN, Tianyi ZHANG, Xin MAO, Donghao YANG, Wenbo JI, Biao HOU, Licheng JIAO   

  1. School of Artificial Intelligence, Xidian University, Xi'an 710071, China
  • Received:2023-11-16 Online:2024-10-28 Published:2024-11-30
  • Contact: Weibin LI

摘要:

自主导航能力是无人系统所要具备的核心能力。近年来, 无人系统作业的环境日益复杂, 所面临的任务也越来越有挑战性, 这对其自主导航能力提出更高的要求。随着神经科学和人工智能的不断发展, 基于动物大脑空间导航机理的类脑导航技术已经成为一种解决复杂环境下智能导航问题的方案。本文对类脑智能导航技术的发展历程进行梳理与总结, 重点讨论类脑导航的空间认知模型建模技术及其应用技术——类脑同时定位与建图(simultaneous localization and mapping, SLAM)技术及类脑集群导航技术。最后, 总结目前类脑导航技术面临的挑战和不足, 并探讨未来的重要发展方向。

关键词: 类脑导航, 自主导航, 认知地图, 类脑同时定位与建图, 人工智能

Abstract:

Autonomous navigation capability is a core capability for unmanned systems. In recent years, the environment in which unmanned systems operate has become increasingly complex and the tasks they face have become more and more challenging, which puts forward higher requirements for their autonomous navigation capability. With the continuous development of neuroscience and artificial intelligence, the brain-inspired navigation technology based on the spatial navigation mechanism of animal brain has become a solution to the problem of intelligent navigation in complex environments. In this paper, the development history of the brain-inspired intelligent navigation technology is sorted out and summarized, focusing on the spatial cognitive model modeling technology of the brain-inspired navigation and its application technology—the brain-inspired simultaneous localization and mapping (SLAM) technology and the brain-inspired cluster navigation technology. Finally, the challenges and shortcomings of the current brain-inspired navigation technology are summarized, and the important future develop ment directions are discussed.

Key words: brain-inspired navigation, autonomous navigation, cognitive map, brain-inspired simultaneous localization and mapping (SLAM), artificial intelligence (AI)

中图分类号: