دوره 13، شماره 3 - ( مجله کنترل، جلد 13، شماره 3، پاییز 1398 )
جلد 13 شماره 3,1398 صفحات 14-1 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Ardeshiri M, Alfi A. Optimal Observer Path Planning For Bearings-Only Moving Targets Tracking Using Chebyshev Polynomials. JoC 2019; 13 (3) :1-14
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-555-fa.html
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-555-fa.html
اردشیری مهدی، الفی علیرضا. تعیین مسیر بهینه ناظر در ردیابی اهداف متحرک تنها با زاویه سمت با استفاده از چندجمله‌ای‌های چبی‌شف. مجله کنترل. 1398; 13 (3) :1-14
مهدی اردشیری1 
، علیرضا الفی* 1
، علیرضا الفی* 1
1- دانشگاه صنعتی شاهرود
چکیده: (6492 مشاهده)
در این مقاله مساله بهینه‌سازی مسیر حرکت ناظر در ردیابی مکان اهداف متحرک سطحی با اندازه‌گیری زاویه سمت به تنهایی مطالعه می¬شود. عملکرد ردیابی هدف با زاویه سمت به تنهایی، به میزان رویت‌پذیری موقعیت اهداف در مسیرحرکتی ناظر/هدف یا مانور بهینه ناظر وابسته است. بدین منظور معیار بهینگی مستقل از تخمین‌گر هدف، بیشینه دترمینان باند پایین ماتریس اطلاعات فیشر انتخاب می-شود. ابتدا مدل‌سازی مساله کنترل بهینه مسیر رویتگر به روش چندجمله‌ای متعامد چبی‌شف انجام می شود. سپس با بهینه‌سازی مستقیم عددی، قانون کنترل برای حرکت رویتگر مستقل از شرایط اولیه بدست می آید. مزایای مدل‌سازی پیشنهادی بیشینه کردن رویت-پذیری کل زمان مانور، محاسبه قانون کنترل در زمان شروع مانور و انعطاف بالا در اعمال محدودیت‌های مسیر حرکت ناظر می¬باشد. کارایی روش ارائه شده توسط شبیه‌سازی با روش مونت‌کارلو با روش‌های مرسوم بهینه‌سازی مسیر به طور جامع مقایسه می گردد. همچنین عملکرد در سناریوهای مختلف برای ردیابی اهداف دور، نزدیک، متحرک و ساکن ارزیابی شده و قابل اعتماد بودن آن بررسی می شود. این روش در مساله کاربردی ردیابی یک شناور سطحی توسط زیردریایی با استفاده از سونار نیز استفاده می شود.
واژه‌های کلیدی: رهگیری سمت به‌تنهایی، رؤیت‌پذیری هدف، ماتریس اطلاعات فیشر، مسیر بهینه رویتگر، چندجمله‌ای چبی‌شف
فهرست منابع
1. K. Dogancay, "UAV path planning for passive emitter localization," IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 48, no. 2, pp. 1150-1166, 2012. [DOI:10.1109/TAES.2012.6178054]
2. P. I. Reji and V. S. Dharun, "Recursive Multistage Estimator for Bearings only Passive Target Tracking in ESM EW Systems," Indian J. Sci. Technol., vol. 8, no. 26, pp. 1-7, 2015. [DOI:10.17485/ijst/2015/v8i26/74932]
3. B. Omkar Lakshmi Jagan, S. Koteswara Rao, A. Jawahar, and S. B. Karishma, "Passive target tracking using intercept sonar measurements," Indian J. Sci. Technol., vol. 9, no. 12, pp. 10-13, 2016. [DOI:10.17485/ijst/2016/v9i12/85554]
4. Bar-Shalom, Yaakov, X. Rong Li, and Thiagalingam Kirubarajan. Estimation with applications to tracking and navigation: theory algorithms and software. John Wiley & Sons, 2004.
5. Ristic, Branko, Sanjeev Arulampalam, and Neil Gordon. Beyond the Kalman filter: Particle filters for tracking applications. Artech house, 2004.
6. Mahler, Ronald PS. Advances in statistical multisource-multitarget information fusion. Artech House, 2014.
7. S. C. Nardone, A. G. Lindgren, K. A. I. F. Gong, and M. Er, "Fundamental Properties and Performance of Conventional Bearings-Only Target Motion Analysis," IEEE Trans. Automatic Control, Vol. AC-29, no. 9, Sep.1984. [DOI:10.1109/TAC.1984.1103664]
8. J.-P. Le Cadre, "Discrete-Time Observability and Estimability Analysis for Bearings-Only Target Motion Analysis," IEEE Trans. Aerosp. Elect. Syst. VOL. 33, NO. 1 JANUARY 1997. [DOI:10.1109/7.570737]
9. K.Gerlach,"Comments on Discrete-Time Observability and Esimability for Bearing-Only Target Motion Analysis," IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., no. 13, pp. 1361-1367, 1998. [DOI:10.1109/7.722722]
10. J. a. Fawcett, "Effect of course maneuvers on bearings-only range estimation.," IEEE Trans. Acoust., vol. 36, no. 8, pp. 1193-1199, 1988. [DOI:10.1109/29.1648]
11. P. T. Liu, "An optimum approach in target tracking with bearing measurements," J. Optim. Theory Appl., vol. 56, no. 2, pp. 205-214, 1988. [DOI:10.1007/BF00939407]
12. S. E. Hammel, P. T. Liu, E. J. Hilliard, and K. F. Gong, "Optimal observer motion for localization with bearing measurements," Comput. Math. with Appl., vol. 18, no. 1-3, pp. 171-180, 1989. [DOI:10.1016/0898-1221(89)90134-X]
13. Y. Oshman and P. Davidson, "Optimization of observer trajectories for bearings-only target localization," IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 35, no. 3, pp. 892-902, 1999. [DOI:10.1109/7.784059]
14. A.N. Bishop, "Bearing-Only Localization using Geometrically Constrained Optimization," IEEE Trans. Aeros. Elect. Syst. Vol. 45, Jan. 2009. [DOI:10.1109/TAES.2009.4805281]
15. امیر حسین نایبی، ناصر پریز، "تعیین مسیر رویت گر در موقعیت یابی تنها با زاویه سمت با در نظر گرفتن محدودیت میدان دید،" مجله کنترل جلد 8، بهار 1393و صفخه 71-55 2008-8345, Journal of Control, Vol. 10, No. 2, Summer 2016 ISSN
16. J. P. Helferty and D. R. Mudgett, "Optimal observer trajectories for bearings only tracking by minimizing the trace of the Cramer-Rao lowerbound," Proc. 32nd IEEE Conf. Decis. Control, pp. 936-939, 1993.
17. J. T. Betts, "Survey of Numerical Methods for Trajectory Optimization," J. Guid. Control. Dyn., vol. 21, no. 2, pp. 193-207, 1998. [DOI:10.2514/2.4231]
18. Mezzadri, Francesco, and Emanuele Galligani. "A Chebyshev technique for the solution of optimal control problems with nonlinear programming methods." Math. Comput. Simul. Vol. 121, pp. 95-108, 2016. [DOI:10.1016/j.matcom.2015.08.023]
19. مقداد محمدی، حسین قلی¬زاده نرم، "تطبیق کوواریانس های نویز فیلتر کالمن توسعه یافته در ردیابی هدف از روی سمت به روش بازگشتی," مجله کنترل جلد 10،تابستان 1395، صفحه 72-55 ISSN 2008-8345, Journal of Control, Vol. 10, No. 2, Summer 2016.
20. Elsayed ME, and M. El-Kady. "Chebyshev finite difference approximation for the boundary value problems." Math. Comput. Simul. vol. 139.2-3, pp. 513-523, 2003. [DOI:10.1016/S0096-3003(02)00214-X]
21. P. Taylor, "A Chebyshev Finite Difference Method For Solving A Class Of Optimal Control Problems," Int. J. Comput., no. February 2013, pp. 37-41, 2010.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
