Nghiên cứu, ứng dụng bộ lọc Kalman trong theo dõi mục tiêu rađa 3D
3 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.101.2025.64-71Từ khóa:
Bộ lọc Kalman; Ước lượng độ cao; Rađa 3D; Nhiễu.Tóm tắt
Theo dõi mục tiêu chuyển động trong không gian ba chiều (3D) bằng rađa là một nhiệm vụ phức tạp, đòi hỏi hệ thống xử lý phải có khả năng cập nhật vị trí của mục tiêu một cách liên tục, chính xác và không có độ trễ quá lớn. Một trong những thuật toán tiêu biểu cho lọc bám mục tiêu đó là sử dụng bộ lọc Kalman. Bộ lọc Kalman là công cụ mạnh mẽ được sử dụng để ước lượng trạng thái của mục tiêu từ dữ liệu đo lường có nhiễu tác động. Nhưng hiện nay, các nghiên cứu chỉ tập trung ứng dụng bộ lọc Kalman ở trong không gian hai chiều (2D), chính vì vậy, bài báo này trình bày kết quả đánh giá hiệu quả của bộ lọc Kalman trong ước lượng độ cao và theo dõi chuyển động mục tiêu rađa 3D. Các thử nghiệm được thực hiện trên mô hình mục tiêu chuyển động có tính cơ động cao (UAV, máy bay chiến đấu,…). Các tiêu chí đánh giá bao gồm độ chính xác trong ước lượng vị trí và vận tốc, sự phức tạp trong tính toán ước lượng của bộ lọc Kalman 3D. Sau đó đưa ra phướng án khả năng áp dụng trên các máy tính xử lý cấp 2 trên các đài rađa 3D.
Tài liệu tham khảo
[1]. Richards, Mark A.; Scheer, James A.; Holm, William A. “Principles of Modern Radar: Basic principles”, Radar, Sonar and Navigation, ISBN: 9781891121524, (2010). DOI: https://doi.org/10.1049/SBRA021E
[2]. Wigize, Patrick, “Application of Kalman Filter for Radar Target Tracking.” Journal of Physics. Conference Series, vol. 2471, no. 1, (2023). DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/2471/1/012002
[3]. S-400 Triumph Air Defence Missile System [online]. February 2020. [viewed 2024-09-09]. Available from: https://www.army-technology.com/projects/s-400-triumph-air-defence-missile-system/
[4]. Skrypnik, Oleg Nicolaevich. “Radio Navigation Systems for Airports and Airways”. Springer, (2019). DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-13-7201-8
[5]. Đinh Kim Thuong, “Ra da 3 coordinate 36D6M1”, VN Air and Air Defence Force, (2011).
[6]. Cao Minh Tri, Mac Quoc Khanh, Tran Trong Viet, “A new algorithm for detection of level i marker in signal processing of radar 4 beam 3D,” J. of Military Science and technology, No.75, tr. 43-49, (2021).
[7]. Richards, Mark A. “Fundamentals of Radar Signal Processing”. 2nd ed. New York: McGraw-Hill Education, (2014).
[8]. Alex Becker, “Kalman Filter from the Ground Up,” KilmanFilter.NET, ISBN 9659312016, (2023).
[9]. Welch, G., & Bishop, G. “An Introduction to the Kalman Filter,” University of North Carolina at Chapel Hill, (2006).
[10]. X. Rong Li and V. P. Jilkov, “Survey of maneuvering target tracking. Part I. Dynamic models,” in IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 39, no. 4, pp. 1333-1364, Oct. (2003), DOI: https://doi.org/10.1109/TAES.2003.1261132
[11]. T. Tyack, L. Ferro-Famil and D. Vivet, “Enhanced 3D Radar Target Detection and Tracking Using Extended Kalman Filtering for Ambiguity Resolution,” 2024 International Radar Symposium (IRS), Wroclaw, Poland, pp. 341-346, (2024).
