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칼만필터를 이용한 추적레이터의 추적 성능향상에 관한 연구

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Abstract
Although the Linear Kalman Filter is one of the most widely used methods for tracking and estimation due to its simplicity, optimality, tractability, and robustness, the application of the Linear Kalman Filter to nonlinear systems can be difficult. For solving this problem, several researchers improved the existing methods.
The most common approach is to use the Extended Kalman Filter which simply linearizes all nonlinear models, so that the traditional linear Kalman filter can be applied. But more errors result from variations and linearization of the target motion state in maneuvering, which may seriously degrade the performance of the Extended Kalman Filter or even cause the filter to diverge.
Therefore, a novel approach based on adaptive variable Kalman Filter structure is proposed in this paper, which can adjust Kalman Filter model to the changes of target motion state in maneuvering.
In the proposed approach, when a target signal quality is determined by proposed filter algorithm, the process noise and measurement noise covariance model will be adjusted with varied target motion state.
The proposed approach is verified by using the Test flight in Naro space center. Also the performances of this target tracking algorithm are evaluated by using the simulations of a real rocket trajectory.
Author(s)
임상섭
Issued Date
2013
Awarded Date
2013. 8
Type
Dissertation
URI
http://dcoll.jejunu.ac.kr/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000000006430
Alternative Author(s)
Lim, Sang Seop
Affiliation
제주대학교 대학원
Department
대학원 메카트로닉스공학과
Advisor
Chul-Ung Kang
Table Of Contents
I. 서 론 1
1. 연구배경 1
2. 연구 목적 및 내용 2
II. 추적알고리즘의 기술동향 4
1. Linear Kalman Filter Algorithm 5
1.1 추정과정의 추정값 계산 6
1.2 오차 공분산 6
1.3 예측과정 7
1.4 시스템 모델 7
2. Extended Kalman Filter Algorithm 8
3. Unscented Kalman Filter 10
III. 추적성능 향상을 위한 추적 알고리즘의 구현 12
1. 표적의 운동과 측정에 대한 수학적 모델링 12
1.1 Cartesian Coordinate의 시스템 모델 13
1.2 Spherical Coordinate의 시스템 모델 18
2. 추적성능 향상을 위한 추적 알고리즘의 구현 27
IV. 모의시험비행을 통한 추적알고리즘 설계 30
1. 표적 추적 시나리오 30
2. 칼만필터 초기화 38
2.1 필터 초기화 39
2.2 측정잡음의 최적 Parameter 결정 39
2.3 과정잡음의 최적 Parameter 결정 42
3. 적응 칼만필터의 모의시험비행 적용결과 49
V. 시뮬레이션을 통한 성능평가 55
1. 다양한 잡음을 통한 칼만필터의 성능 평가 57
1.1 백색 가우시안 잡음 생성 57
1.2 Case1의 필터 성능 분석 58
2. 발사체 궤도를 통한 칼만필터의 성능 분석 64
2.1 발사체 궤도 생성 64
2.2 Case2의 필터 성능 분석 65
VI. 결론 70
참고 문헌 71
Degree
Master
Publisher
제주대학교 대학원
Citation
임상섭. (2013). 칼만필터를 이용한 추적레이터의 추적 성능향상에 관한 연구
Appears in Collections:
Faculty of Applied Energy System > Mechatronics Engineering
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