基于FPU的高速卡尔曼滤波器公式推导法硬件设计

发布时间：2017-06-02 10:07

  本文关键词：基于FPU的高速卡尔曼滤波器公式推导法硬件设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基于卡尔曼滤波器的传统硬件实现方式,根据滤波模型和矩阵运算,将滤波公式进行推导和化简,然后利用"自底向上"的设计思路,设计滤波公式需要的底层FPU(float point unit),从而实现整个卡尔曼滤波系统。以这种方法设计的卡尔曼滤波器,不仅摆脱了传统实现方式对于平台的依赖性,增加了系统的可移植性和应用范围,并且滤波速度比传统矩阵运算法有明显提升。对于匀加速滤波模型,给出公式推导法和矩阵运算法的详细数据对比,采用该方法设计的卡尔曼滤波器,滤波精度保持原来的水平,滤波速度提升为传统矩阵运算法的2.1倍。
【作者单位】： 北京大学软件与微电子学院;
【关键词】： 卡尔曼滤波器 目标跟踪 IEEE 浮点数运算 实时性
【基金】：江苏省产学研联合创新资金——前瞻性联合研究项目(BY2013018)资助
【分类号】：TN713
【正文快照】： 江苏省产学研联合创新资金——前瞻性联合研究项目(BY2013018)资助卡尔曼滤波理论[1]在20世纪60年代提出后,在雷达跟踪、导航和控制等领域获得广泛应用。多维卡尔曼滤波算法的实现需要复杂的矩阵运算,在卡尔曼滤波器的实际应用中,软件实现方式很难满足系统对高实时性的要求,硬

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李立早;;基于System Generator的卡尔曼滤波器实现[J];信息化研究;2013年03期

2 F.A.法鲁基;R.C.戴维斯;高自功;;跟踪目标用的卡尔曼滤波器的设计[J];国外舰船技术.雷达与对抗;1982年08期

3 卓兆水;;具有输入估计跟踪方案的无检测全修正卡尔曼滤波器[J];火控雷达技术;1984年04期

4 赵希人;;卡尔曼滤波器在船用惯性导航系统中的应用[J];自动化学报;1985年03期

5 刘国庆;卡尔曼滤波器的自适应算法[J];南京化工大学学报(自然科学版);1995年01期

6 张亚平;卡尔曼滤波器实用技术研究[J];无线电工程;1997年02期

7 秦吉,张翼鹏;现代统计信息分析在安全工程方面的应用——卡尔曼滤波器基本知识[J];工业安全与防尘;1999年04期

8 乔芸,樊锡德;锁相环与卡尔曼滤波器[J];现代电子技术;2001年04期

9 叶 斌,徐 毓;强跟踪滤波器与卡尔曼滤波器对目标跟踪的比较[J];空军雷达学院学报;2002年02期

10 盛三元 ,王建华;基于多传感器信息融合技术的联合卡尔曼滤波器的设计及应用[J];情报指挥控制系统与仿真技术;2002年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李明;杨洪耕;刘立生;;新型自适应卡尔曼滤波器作动态谐波估计[A];2004年电力电容器学会论文集[C];2004年

2 苑薇薇;王建辉;;采用推广卡尔曼滤波器估计入射波参数[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年

3 姜义德;钟颍秀;张帆人;;以限制型卡尔曼滤波器估测位置与姿态(英文)[A];第七届海峡两岸工程力学研讨会论文摘要集[C];2011年

4 马驰州;杨亦春;李晓东;;多模型卡尔曼滤波器在声定位中的应用[A];中国声学学会2006年全国声学学术会议论文集[C];2006年

5 张勇军;李小占;杨志刚;;动态优化渐消因子的强跟踪卡尔曼滤波器研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年

6 房媛媛;李亚安;李晓花;白晓娟;;Cubature-Kalman滤波及性能分析[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年

7 韩光宇;;组合导航中卡尔曼滤波器之浅见[A];中国航海学会优秀论文文摘及学术会议论文目次汇编（1990—1991）[C];1992年

8 张建伟;伍蔡伦;谢松;;卡尔曼滤波器在RTK处理中的应用[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S08卫星导航模型与方法[C];2012年

9 张雷;王建宇;戴宁;;基于模糊融合的GPS/INS算法研究(英文)[A];全国第19届计算机技术与应用（CACIS）学术会议论文集（下册）[C];2008年

10 顾明武;陈熙源;;RBFNN辅助卡尔曼滤波器在GPS/SINS组合导航中的应用[A];2008年船舶通信导航学术年会论文集[C];2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张巍;卡尔曼滤波器在带宽测量中的应用[D];电子科技大学;2015年

2 张岩岩;视频监控中运动目标的识别与跟踪研究[D];河北科技大学;2015年

3 贾春肖;序列图像中的目标跟踪方法研究[D];北京交通大学;2016年

4 李方良;基于NI myRIO的四旋翼飞行器的设计与研究[D];太原理工大学;2016年

5 邱燕平;退化故障下设备可靠性的卡尔曼滤波器预测方法[D];合肥工业大学;2010年

6 葛磊;非希尔伯特空间滤波研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

7 臧晓蕾;基于卡尔曼滤波器的船用雷达运动目标跟踪算法研究及性能分析[D];大连海事大学;2011年

8 杨丹;卡尔曼滤波器设计及其应用研究[D];湘潭大学;2014年

9 王寒芷;基于卡尔曼滤波器的自适应网络异常检测方法[D];上海交通大学;2010年

10 王凯;融合卡尔曼滤波和Mean Shift的尺度自适应运动目标跟踪算法的研究与实现[D];电子科技大学;2013年

  本文关键词：基于FPU的高速卡尔曼滤波器公式推导法硬件设计，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：414902