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IMM算法到systolic阵的映射研究 兰海滨 罗鹏飞 (国防科学技术大学电子工程学院 湖南长沙410073) ● 摘要： I埘算法是一种性能优良的机动目标跟踪算法。但其计算量比较大，所以实时实现比较困难． 了实时实现的目的。分析结果表明．奉文提出的方法具有加速比大、扩展性好的特点。 关健词：交互式多模型算法；Systolic阵；Faddeeva算法 ’一 ● 一、引言 交互式多模型(IMM)算法是一种性能较好的机动目标跟踪算法。大量的仿真已经证明它 具有良好的跟踪效果。但I删算法在模型数目较多时，其计算量比较大。幸运的是，IMM算 法非常适合于并行实现。不同模型的计算任务可以由不同的处理器并行完成。而一0动 构成．具有规整化、模块化、局部数据传输等特点．特别适合于具有局部相关关系的线性递 推计算，如卡尔曼滤波等。因此，本文在考虑处理器间流水的基础上，将I删算法的各个部 分映射到心动阵列结构上，从而实现I删算法的并行处理。 二、IⅢ算法简球 假定在某一时间间隔内，目标模型是下列，个模型之一： Ⅳ(女)=中，x(k—1)+∥．(女) 用一个马尔可夫链来控制这些模型之间的转换。测量模型为 Z(女)=H，爿(女)+y(女) 』=l“2，r 文将p尔曼滤波变形如下： 爿。(k+1／k)=中，X。(k／≈) ㈩) ㈤) AZ，(k+1)=z(七+1)一H，Ⅳ’(七十Ilk) ● P’(女十1／k)=中JP“(女／^归j+g ㈤) medl=tf，P7(女+1旭) ㈤) ∑。=medl+日■R ㈤) ● 『二 K∥+1)=medl7∑才 ㈤ 户’(七+1／k+1)=K：(七十1)+medl+JD’(七+1Ik)㈩) 三}) Ⅳ。(女+】／k+1)=Ⅳ’(I十1Ik)+K』(¨i)AZ。(女+1) med2=蛇j(I+i)ZT}Az．(^+1) ㈩) 一293一 ；#中meal2是模型概率更新部分所需要的。 c 三、IMM算法到SystoliJ砗的映射 本文将I删算法的各种运算映射到心动阵列上。映射结果如图l、圈2、图3、图4及 刚j所示。在映射过程中奉：￡：}虑了各个处理器之间输入／输出数据的衔接，以保证处理器 闻流水操作的顺利进行。在模§o条件滤波部分，本文选择了文献[3j所介绍的实现卡尔曼滤 ● 波的心动阵歹【_结构。该结构只健用了一块实现Faddeeva算法的阵列，具有速度快、效率高 蛇幸寺点。本文将卡尔曼，瞧波变形后(见模型