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基于DSP的數(shù)據(jù)處理模塊的設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2008-11-27 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  在TWS雷達(dá)系統(tǒng)中,對跟蹤目標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理常常要進(jìn)行是一種最優(yōu)估計(jì)的遞推濾波算法,具有實(shí)時(shí)性好和精度高的特點(diǎn)。但是由于其算法中多為矩陣運(yùn)算,所以較其它算法如最小二乘法、α-β算法等的運(yùn)算量要大。為了減小運(yùn)算量以滿足系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間的要求,應(yīng)用中往往采用簡化的算法,但這樣又會帶來濾波精度的降低。在設(shè)計(jì)卡爾曼濾波模塊時(shí),為了解決該矛盾,采用了高速浮點(diǎn)型 TMS320C31。TMS320C31是美國TI公司的第三代產(chǎn)品,其內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu)、流水線操作以及并發(fā)I/O和CPU操作。芯片內(nèi)含有專用硬件乘法器和桶形移位寄存器,具有32位的浮點(diǎn)精度,特別適合類似卡爾曼濾波這樣運(yùn)算量大、實(shí)時(shí)性和計(jì)算精度要求高的場合。

  1 卡爾曼濾波算法

  卡爾曼濾波器的狀態(tài)方程和量測方程如下:

  基于DSP的數(shù)據(jù)處理模塊的設(shè)計(jì)

  ρ(K),基于DSP的數(shù)據(jù)處理模塊的設(shè)計(jì)分別為距離和徑向速度的估值

   θ(K)、基于DSP的數(shù)據(jù)處理模塊的設(shè)計(jì)分別為方位角和方位角速度的估值

   U1(K)表示T時(shí)間內(nèi)徑向速度的變化量

   U2(K)表示T時(shí)間內(nèi)方位角速度的變化量

   V1(K)為距離量測噪聲

  V2(K)為方位角量測噪聲

   Z1(K)和Z2(K)分別為距離和角度的測量值


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