機動性目標追蹤的架構設計

Abstract

隨著軍事監視系統逐漸急增的複雜度, 對於如何由受干擾的量測數據做處理以便追蹤 目標物的方法已有許多研究。一般傳統之目標追蹤器對於等速之目標物提供良好之性 能。但由於飛行機動性目標所具有隨時加速的特性, 在其系統模型中存在一個未確知 的輸入值, 因此無法直接應用傳統追蹤器做機動性目標追蹤。 在本論文中將對機動性目標追蹤方法做深入分析。為比較起見, 將以相同之環境做模 擬。對於性能最好的方法, 吾人將以固定延遲平滑技巧(fixed-lag smoothing) 做進 一步改進。 機動性目標追蹤方法的計算量非常大。追蹤器處理之時間影響到雷達的取樣頻率。為 提高取樣頻率, 減少處理時間, 本文將設計超大型機體電路陣列來解決此瓶頸。追蹤 方法中, 卡曼濾波器(Kalman filter),輸入估計法(Input estimation), 遞洄式輸入 估計法(Recursive input estimation), 所須之運算為矩陣相乘及反矩陣。為求反矩 陣吾人利用費氏運算法(Faddeev algorithm),但其心臟壓縮型陣列(Systolic array) 架構為梯型, 為使能在一個方型陣列上運算, 吾人可將梯型陣列摺成為方型陣列。在 設計心臟壓縮型陣列中因此會遇到時變功能的工作單元(Processor element),吾人因 此利用標籤(Tag) 控制工作單元的功能, 使仍能保持傳統之心臟壓縮型陣列之特性。 利用相同功能之工作單元, 可由一組標籤送控制訊號, 吾人於是可將標籤簡化至只須 一組標籤由對角線方向送入, 便可達到控制所有工作單元的目的。為使此心臟壓縮型 陣列的架構能更有效運作, 追蹤方法的計算順序將做重新安排。