Kalman filtrenin sabit noktalı TMS320C25 sayısal işaret işleme işlemcisinde gerçeklenmesi

Abstract

R. E. Kalman 1960 'da durum uzayı yöntemini kullanarak en küçük kare kestirim süzgeci problemini başka bir yoldan çözmüştür. Mühendisler, Wiener methodları kullanılarak kolay altından kalkılamayan problemlerin, Kalman'ın çözümü kullanılarak pratikte kolayca aşıldığını çabuk farkettiler. Fakat, Kalman süzgecini, gerçekte, bir hat üzerinde çalıştırmak günümüze gelinceye kadar pek olası değildi. Çok hızlı çarp ve/veya topla işlemleri yapabilen sayısal işaret işlemcilerinin ortaya çıkmasıyla gerçek zamanlı Kalman süzgeci uygulamalarına yeni kapılar açıldı. Bu çalışmada, Texas Instrument s' in oluşturduğu assembler kullanılarak sabit noktalı Kalman süzgecini TMS320C25 işlemcisi üzerinde gerçekleyen genel yazılım oluşturuldu. Yazılım, neredeyse, matris işlemlerini yöneten makrolar toplamı olarak görülebilir. Böylece daha önce tanımı verilen çeşitli Kalman süzgeci algoritmaları aynı makrolar kullanılarak gerçeklenebilmektedir. Harcanan çaba çalışma hızı ile kullanıcı kolaylığı arasında denge sağlanmasına yaramaktadır.

In 1960, R. E. Kalman provided an alternative way of formulating the least squares filtering problem using state-space methods. Engineers were quick to see the Kalman technique as a practical solution to a number of problems that were previously considered intractable using Wiener methods. But, running a state-space Kalman filter on-line was not realistic possibility until recently. The introduction of digital signal proccessors, which have very fast multiply and/or accumulate instructions, has opened a new area of real-time Kalman filter applications. In this thesis, a general software is written in Texas Instruments assembly language for the implementation of fixed-point Kalman filter on TMS320C25 digital signal processor. The software consists of a collection of matrix manipulation macros, consequently can be modified to accommodate reviewed different Kalman filter algorithms. Efforts have been made to make an optimal trade-off between user friendliness and execution speed of the software.