基于FPU的高速卡尔曼滤波器公式推导法硬件设计

刘超， 严伟^†

北京大学软件与微电子学院, 北京 100871

收稿日期:2015-04-22修回日期:2015-06-04出版日期:2016-09-20

基金资助:江苏省产学研联合创新资金——前瞻性联合研究项目(BY2013018)资助

High-Speed Hardware Design of Kalman Filter Based on FPU with Formula Derivation Method

LIU Chao, YAN Wei^†

School of Software and Microelectronics, Peking University, Beijing, 100871

Received:2015-04-22Revised:2015-06-04Published:2016-09-20

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摘要/Abstract

摘要： 基于卡尔曼滤波器的传统硬件实现方式, 根据滤波模型和矩阵运算, 将滤波公式进行推导和化简, 然后利用“自底向上”的设计思路, 设计滤波公式需要的底层FPU (float point unit), 从而实现整个卡尔曼滤波系统。以这种方法设计的卡尔曼滤波器, 不仅摆脱了传统实现方式对于平台的依赖性, 增加了系统的可移植性和应用范围, 并且滤波速度比传统矩阵运算法有明显提升。对于匀加速滤波模型, 给出公式推导法和矩阵运算法的详细数据对比, 采用该方法设计的卡尔曼滤波器, 滤波精度保持原来的水平, 滤波速度提升为传统矩阵运算法的2.1 倍。
中图分类号:
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引用本文

刘超, 严伟. 基于FPU的高速卡尔曼滤波器公式推导法硬件设计[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2016, 52(5): 803-808.
LIU Chao, YAN Wei. High-Speed Hardware Design of Kalman Filter Based on FPU with Formula Derivation Method[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 2016, 52(5): 803-808.





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