速度推定性能の改善を図るα-βフィルタ

北田 鉄矢  小菅 義夫  

誌名
電子情報通信学会論文誌 B   Vol.J93-B   No.2   pp.359-366
発行日: 2010/02/01
Online ISSN: 1881-0209
DOI: 
Print ISSN: 1344-4697
論文種別: 特集論文 (通信の未来を担う学生論文特集)
専門分野: 航行・誘導・制御方式
キーワード: 
カルマンフィルタ,  α-βフィルタ,  追尾フィルタ,  航空管制,  速度推定,  

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あらまし: 
センサからの目標位置の観測値をもとに,目標の位置や速度等の運動諸元を予測する追尾フィルタの中で,よく使用されているのが一次元空間用のα-βフィルタである.これを各座標軸で用意すれば,三次元空間での追尾を行うことができる.ここで追尾性能は,目標の急な変化への強さを示す追従性能と,観測雑音に対する強さを示す平滑性能で評価することができる.ところで,追尾目標の運動によっては,円滑な目標速度の算出と一定の追従性能の確保が重視されることがある.しかしながら,レーダからの観測値に目標速度は含まれていないため,定常速度における追従誤差の算出式は不明であった.本論文では,等加速度目標に対する定常速度追従誤差の算出式を示し,目標速度推定における誤差を軽減させるための新たなTVn (Tuned Velocity n)フィルタを報告する.また,このTVn(n=0,1,2)フィルタと既存のα-βフィルタであるBVフィルタ,MVフィルタ,カルマンフィルタから導出されるRV及びRAフィルタとの速度推定性能比較結果について報告する.この結果,一定の定常速度追従性能のもとでは,TV2フィルタが優位であるという結果を得た.