并行卡尔曼滤波及其心动阵列实现综述

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并行卡尔曼滤波及其心动阵列实现综述

张友民         戴冠中          张洪才

(西北工业大学自动控制系.西安,710072)

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摘要:本文综述了基于心动(Systolic)阵列结构的并行卡尔曼滤波各种算法及其心动阵列实现,对各种阵列滤波算法在处理单元数,计算时间和效率等方面进行了比较,并对进一步的研究工作提出一-些展望
. q, g$ _& S* K# \" i- p( e关键词:并行处理;心动阵列处理器;卡尔曼滤波;平方根滤波;推广卡尔曼滤波

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1 引言
1 _* U, v5 Y% X! E5 P1 c自从卡尔曼滤波提出以来,它已成为信号处理,通信和控制等最基本、最重要的工具，并成功地应用到航空航天及工业控制等各个领域.但由于滤波本身计算量大,同时受目前
计算机结构和速度的限制,形成所谓的计算:“瓶颈”,严重地制约了其在线实时应用.尽管为了改善卡尔曼滤波的计算复杂性和数值稳定性,各种基于平方根滤波、序列滤波以及状
6 R4 G0 y* s0 j" I, G0 i4 T' g态与参效解調的卡尔曼滤波等方法得到不断发展,但这些滤波方法的计算复杂性仍是0(*) ,远不能满足越来越迫切的实时状态估计的衢要,以英国计算机有限公司INMOS设计和生产的适于并行处理的晶片机(Transputer)为代表的新一代VLSI设计和实现理论,突破了传统的以CPU为中心的典型冯●诺依曼结构,采用以互连网络为中心的结构,为实现并行处理计算莫定了强有力的从硬件到软件的基础,而以这种基于ViLsI 结构并行处理的卡尔曼滤波实现为解决卡尔曼滤波的实时处理和应用开辟了广阔的前景.
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