基于FPGA的Kalman濾波器實現研究.pdf

1、組合導航系統(tǒng)以其優(yōu)異的性能已成功應用于航空、航天、航海等各個領域，其組合方式大部分采用Kalman濾波算法。隨著對導航系統(tǒng)性能要求的不斷提高，目前Kalman濾波器的實現方式在某些環(huán)境下不能同時滿足實時性高、精度高、體積小、功耗低等要求，因此論文采用FPGA技術實現組合導航中的Kalman濾波運算，進行了相應的研究和實現驗證。
　　論文研究了Kalman濾波的工程實現及實時性，基于FPGA實現了定點數與浮點數的基本數學運算，論證F

2、PGA實現數字信號處理的可行性，提出了利用FPGA實現Kalman濾波的研究方案。
　　論文對采用FPGA進行Kalman濾波的方案進行了開發(fā)實現研究。分別采用IP核和AccelDSP兩種方式研究了二階Kalman濾波器的實現。利用IP核作為主要計算元件研究了矩陣相乘、狀態(tài)機的交互和資源分時復用等關鍵技術，實現了將濾波解算結果通過串行口輸出至PC機，并與MATLAB及DSP的解算結果分別在精度和實時性方面進行了對比，論證了IP核實

3、現Kalman器可以同時滿足精度和實時性要求；通過一系列的性能優(yōu)化過程，利用AccelDSP實現了Kalman濾波，得到較理想的性能。分析了兩種方式實現Kalman濾波器的特點。
　　綜合利用IP核方式和AccelDSP方式研究和實現了基于FPGA的SINS/GPS組合導航系統(tǒng)中的8階Kalman濾波器，并與MATLAB仿真結果相對比，在保證運算精度的同時顯著提高了Kalman解算的實時性。
　　論文的研究和實現表明，采用F