پیاده سازی ممیز ثابت فیلتر کالمن بر روی FPGA برای تخمین فاصله و سرعت اهداف متحرک

در سامانه های ردیابی هدف، از فیلتر ردیابی برای تخمین پیاپی و هموار موقعیت و سرعت هدف متحرک با کمینه خطا استفاده می شود. در این مقاله، روشی برای طراحی و پیاده سازی سخت افزاری فیلتر کالمن در چنین کاربردی ارائه شده است. روش پیشنهادی شامل یک پیاده سازی ممیز ثابت فیلتر روی FPGA است که در آن سرعت اجرای الگوریتم از طریق موازی سازی عملیات غیر وابسته بهبود یافته است. پس از طراحی بر اساس مساله داده شده، نسخه های ممیز شناور و ممیز ثابت فیلتر شبیه سازی و نسخه ممیز ثابت روی سخت افزار پیاده سازی شده است. برای ارزیابی کارایی فیلتر، داده های فاصله -سرعت یک هدف متحرک با مدل مناسب تولید و پس از چندی سازی و درآمیختن با اغتشاش به فیلتر اعمال می شوند. نتایج نشان می دهد که با انتخاب طول بیت مناسب، فیلتر پیاده سازی شده سریع و کارآمد بوده و با زمان اجرای حدود µs 4/0، موجب dB 11 کاهش در خطای تخمین فاصله شده و عملکردی نزدیک به نمونه ممیز شناور فراهم می آورد.