ردیابی اهداف هوایی مانوردار با استفاده از فیلتر ذره ای تکاملی

ردیابی اهداف هوایی با مانور بالا کاربردهای زیادی در زمینه های دفاعی و غیردفاعی دارد. ردیابی هدف مستلزم تخمین توام موقعیت، سرعت و شتاب آن می باشد. در روش های مرسوم ردیابی اهداف هوایی فاصله تا هدف و زاویه سمت هدف که تابعی غیرخطی از حالت های سیستم می باشند، اندازه گیری می شوند. از آنجا که این اندازه گیری ها آغشته به نویز می باشند، جهت تخمین سرعت و شتاب هدف استفاده از روش های تخمین و فیلتر کردن امری ضروری است. فیلتر کالمن تعمیم یافته برای مواجهه با سیستم های غیرخطی و نویزهای گوسی عملکرد مناسبی دارد. ولی در پیاده سازی عملی با نویزهای غیرگوسی مانند نویز گلینت مواجه هستیم که در چنین مسائلی فیلترهای ذره ای عملکرد مناسب تری از خود نشان می دهند. از طرفی به علت بار محاسباتی بالای فیلترهای ذره ای، قابلیت پیاده سازی و بکارگیری آن ها به صورت بهنگام وجود ندارد. در این مقاله برای کاهش بار محاسباتی و بهبود عملکرد زمان حقیقی فیلتر ذره ای در حل مسئله ردیابی اهداف هوایی، از الگوریتم تکاملی بهینه سازی اجتماع ذرات در مرحله ی نمونه برداری استفاده شده است. روش پیشنهادی در سناریویی شامل تمام حالت های ممکن حرکت هدف با مانور بالا شبیه سازی و ارزیابی شده است. همچنین عملکرد فیلتر ذره ای تکاملی با فیلتر کالمن تعمیم یافته و تعدادی از فیلترهای ذره ای مقایسه شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی حاکی از این است که فیلتر ذره ای تکاملی در عین دقت بسیار بالاتر نسبت به فیلترهای مقایسه شده، قابلیت بهنگام بودن در ردیابی اهداف هوایی مانوردار را دارد.

کلیدواژه ها:

مدل شتاب سینگر ، ردیابی هدف ، الگوریتم تکاملی ، فیلتر ذره ای ، فیلتر ذره ای تکاملی