عنوان مقاله :
تعيين مسير بهينه ناظر در رديابي اهداف متحرك تنها با زاويه سمت با استفاده از چندجمله‌اي‌هاي چبي‌شف
عنوان به زبان ديگر :
Optimal Observer Path Planning For Bearings-Only Moving Targets Tracking Using Chebyshev Polynomials
پديد آورندگان :
اردشيري، مهدي دانشگاه صنعتي شاهرود - دانشكده مهندسي برق و رباتيك , الفي، عليرضا دانشگاه صنعتي شاهرود - دانشكده مهندسي برق و رباتيك
كليدواژه :
رهگيري سمت به تنهايي , رويت پذيري هدف , ماتريس اطلاعات فيشر , مسير بهينه رويتگر , چندجمله اي چبي شف
چكيده فارسي :
در اين مقاله مساله بهينه‌سازي مسير حركت ناظر در رديابي مكان اهداف متحرك سطحي با اندازه‌گيري زاويه سمت به تنهايي مطالعه مي شود. عملكرد رديابي هدف با زاويه سمت به تنهايي، به ميزان رويت‌پذيري موقعيت اهداف در مسير حركتي ناظر/هدف يا مانور بهينه ناظر وابسته است. بدين منظور معيار بهينگي مستقل از تخمين‌گر هدف، بيشينه دترمينان باند پايين ماتريس اطلاعات فيشر انتخاب مي شود. ابتدا مدل‌سازي مساله كنترل بهينه مسير رويتگر به روش چندجمله‌اي متعامد چبي‌شف انجام مي شود. سپس با بهينه‌سازي مستقيم عددي، قانون كنترل براي حركت رويتگر مستقل از شرايط اوليه بدست مي آيد. مزاياي مدل‌سازي پيشنهادي بيشينه كردن رويت-پذيري كل زمان مانور، محاسبه قانون كنترل در زمان شروع مانور و انعطاف بالا در اعمال محدوديت‌هاي مسير حركت ناظر مي باشد. كارايي روش ارائه شده توسط شبيه‌سازي با روش مونت‌كارلو با روش‌هاي مرسوم بهينه‌سازي مسير به طور جامع مقايسه مي گردد. همچنين عملكرد در سناريوهاي مختلف براي رديابي اهداف دور، نزديك، متحرك و ساكن ارزيابي شده و قابل اعتماد بودن آن بررسي مي شود. اين روش در مساله كاربردي رديابي يك شناور سطحي توسط زيردريايي با استفاده از سونار نيز استفاده مي شود.
چكيده لاتين :
In this paper, an optimization problem for the observer trajectory in the bearingsonly
surface moving target tracking (BOT) is studied. The BOT depends directly on the
observability of the target's position in the target/observer geometry or the optimal observer
maneuver. Therefore, the maximum lower band of the Fisher information matrix is opted as an
independent criterion of the target estimator. First, modeling of the optimal control problem of
the observer path is presented based on the orthogonal Chebyshev polynomial. Then, a control
law for the observer direction, which is independent of the initial conditions, is obtained using
the direct numerical optimization. The advantages of the proposed model include maximization
of the total maneuver time, calculation of the control law at the start time of the maneuver, and
high flexibility in applying the tracking constraints of the observer's motion. The efficiency of
the proposed algorithm is compared with the conventional path optimization methods using the
Monte Carlo. In addition, the performance of the algorithm is evaluated in different scenarios for
target tracking, including remote, near, moving, and stationary, and its reliability is investigated.
It is also applied in the surface submarine tracking problem using sonar.
