Отслеживаемые объекты с помощью присвоения GNN
Система multiObjectTracker object™ инициализирует, подтверждает, предсказывает, исправляет и удаляет дорожки перемещения объектов. Входные параметры к мультиобъектному средству отслеживания являются отчетами обнаружения, сгенерированными объектом objectDetection, объектом radarDetectionGenerator или объектом visionDetectionGenerator. Мультиобъектное средство отслеживания принимает обнаружения от нескольких датчиков и присваивает их дорожкам с помощью критерия глобального самого близкого соседа (GNN). Каждое обнаружение присвоено отдельной дорожке. Если обнаружение не может быть присвоено никакой дорожке, на основе свойства AssignmentThreshold, средство отслеживания создает новый трек. Дорожки возвращены в массиве структур.
Новый трек запускается в предварительном состоянии. Если достаточно обнаружений присвоено предварительной дорожке, ее изменениям состояния в подтвержденном. Если обнаружение является известной классификацией (поле ObjectClassID возвращенной дорожки является ненулевым), та дорожка может быть сразу подтверждена. Для получения дополнительной информации на мультиобъектных свойствах средства отслеживания, используемых, чтобы подтвердить дорожки, см. Алгоритмы.
Когда дорожка подтверждена, мультиобъектное средство отслеживания полагает что дорожка представлять физический объект. Если обнаружения не добавляются к дорожке в specifiable количестве обновлений, дорожка удалена.
Средство отслеживания также оценивает ковариационную матрицу вектора состояния и вектора состояния для каждой дорожки с помощью Фильтра Калмана. Эти векторы состояния используются, чтобы предсказать местоположение дорожки в каждом кадре и определить вероятность каждого обнаружения, присваиваемого каждой дорожке.
К отслеживаемым объектам с помощью мультиобъектного средства отслеживания:
Создайте объект multiObjectTracker и установите его свойства.
Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.
Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты? MATLAB.
tracker = multiObjectTrackertracker = multiObjectTracker(Name,Value)tracker = multiObjectTrackermultiObjectTracker со значениями свойств по умолчанию.
tracker = multiObjectTracker(Name,Value)multiObjectTracker('FilterInitializationFcn',@initcvukf,'MaxNumTracks',100) создает мультиобъектное средство отслеживания, которое использует постоянную скорость, сигма-точечный фильтр Калмана и поддерживает максимум 100 дорожек. Заключите каждое имя свойства в кавычки.
Чтобы обновить дорожки, вызовите созданное мультиобъектное средство отслеживания с аргументами, как будто это была функция (описанный здесь). Также обновите дорожки при помощи функции updateTracks, задав мультиобъектное средство отслеживания как входной параметр.
confirmedTracks = tracker(detections,time)[confirmedTracks,tentativeTracks] = tracker(detections,time)[confirmedTracks,tentativeTracks,allTracks] = tracker(detections,time)[___] = tracker(detections,time,costMatrix)confirmedTracks = tracker(detections,time)detections, и все дорожки обновляются к заданному time. Каждый элемент в возвращенном массиве структур confirmedTracks соответствует одноколейному пути.
[ также возвращает массив структур, содержащий детали о предварительных дорожках.confirmedTracks,tentativeTracks] = tracker(detections,time)
[ также возвращает массив структур, содержащий детали обо всех подтвержденных и предварительных дорожках, confirmedTracks,tentativeTracks,allTracks] = tracker(detections,time)allTracks. Дорожки возвращены в порядке, согласно которому средство отслеживания внутренне поддерживает их. Можно использовать этот вывод, чтобы помочь вам вычислить матрицу стоимости, дополнительный входной параметр.
[___] = tracker( задает матрицу стоимости, возвращая любой из выходных параметров от предыдущих синтаксисов.detections,time,costMatrix)
Чтобы задать матрицу стоимости, установите свойство HasCostMatrixInput Системного объекта multiObjectTracker к true.
Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:
release(obj)
Создайте Систему multiObjectTracker object™ использование функции инициализации фильтра по умолчанию для 2D модели постоянной скорости. Для этой модели движения вектор состояния [x; vx; y;].
tracker = multiObjectTracker('ConfirmationParameters',[4 5], ... 'NumCoastingUpdates',10);
Создайте обнаружение путем определения объекта objectDetection. Чтобы использовать это обнаружение с мультиобъектным средством отслеживания, заключите обнаружение в массив ячеек.
dettime = 1.0;
det = { ...
objectDetection(dettime,[10; -1], ...
'SensorIndex',1, ...
'ObjectAttributes',{'ExampleObject',1}) ...
};Обновите мультиобъектное средство отслеживания с этим обнаружением. Время, в которое вы обновляете мультиобъектного берущего, должно быть больше, чем или равным времени, в которое был обнаружен объект.
updatetime = 1.25; [confirmedTracks,tentativeTracks,allTracks] = tracker(det,updatetime);
Создайте другое обнаружение того же объекта и обновите мультиобъектное средство отслеживания. Средство отслеживания поддерживает только одну дорожку.
dettime = 1.5;
det = { ...
objectDetection(dettime,[10.1; -1.1], ...
'SensorIndex',1, ...
'ObjectAttributes',{'ExampleObject',1}) ...
};
updatetime = 1.75;
[confirmedTracks,tentativeTracks,allTracks] = tracker(det,updatetime);Определите, была ли дорожка проверена путем проверки количества подтвержденных дорожек.
numConfirmed = tracker.NumConfirmedTracks
numConfirmed = 0
Исследуйте положение и скорость отслеживаемого объекта. Поскольку дорожка не была подтверждена, получите положение и скорость от структуры tentativeTracks.
positionSelector = [1 0 0 0; 0 0 1 0]; velocitySelector = [0 1 0 0; 0 0 0 1]; position = getTrackPositions(tentativeTracks,positionSelector)
position = 1×2
10.1426 -1.1426
velocity = getTrackVelocities(tentativeTracks,velocitySelector)
velocity = 1×2
0.1852 -0.1852
Создайте последовательность обнаружений движущегося объекта. Отследите обнаружения с помощью Системы multiObjectTracker object™. Наблюдайте, как дорожки переключаются от предварительного до подтвержденного и затем к удаленному.
Создайте мультиобъектное средство отслеживания с помощью функции инициализации фильтра initcakf. Модели средства отслеживания 2D движение постоянного ускорения. Для этой модели движения вектор состояния [x; vx; ax; y;; да].
tracker = multiObjectTracker('FilterInitializationFcn',@initcakf, ... 'ConfirmationParameters',[3 4],'NumCoastingUpdates',6);
Создайте последовательность обнаружений движущейся цели с помощью objectDetection. Чтобы использовать эти обнаружения с multiObjectTracker, заключите обнаружения в массив ячеек.
dt = 0.1; pos = [10; -1]; vel = [10; 5]; for detno = 1:2 time = (detno-1)*dt; det = { ... objectDetection(time,pos, ... 'SensorIndex',1, ... 'ObjectAttributes',{'ExampleObject',1}) ... }; [confirmedTracks,tentativeTracks,allTracks] = tracker(det,time); pos = pos + vel*dt; meas = pos; end
Проверьте, что дорожка еще не была подтверждена путем проверки количества подтвержденных дорожек.
numConfirmed = tracker.NumConfirmedTracks
numConfirmed = 0
Поскольку дорожка не подтверждена, получите положение и скорость от структуры tentativeTracks.
positionSelector = [1 0 0 0 0 0; 0 0 0 1 0 0]; velocitySelector = [0 1 0 0 0 0; 0 0 0 0 1 0]; position = getTrackPositions(tentativeTracks,positionSelector)
position = 1×2
10.6669 -0.6665
velocity = getTrackVelocities(tentativeTracks,velocitySelector)
velocity = 1×2
3.3473 1.6737
Добавьте больше обнаружений, чтобы подтвердить дорожку.
for detno = 3:5 time = (detno-1)*dt; det = { ... objectDetection(time,pos, ... 'SensorIndex',1, ... 'ObjectAttributes',{'ExampleObject',1}) ... }; [confirmedTracks,tentativeTracks,allTracks] = tracker(det,time); pos = pos + vel*dt; meas = pos; end
Проверьте, что дорожка была подтверждена и отображает радиус-векторы и векторы скорости для той дорожки.
numConfirmed = tracker.NumConfirmedTracks
numConfirmed = 1
position = getTrackPositions(confirmedTracks,positionSelector)
position = 1×2
13.8417 0.9208
velocity = getTrackVelocities(confirmedTracks,velocitySelector)
velocity = 1×2
9.4670 4.7335
Позвольте запущенному средству отслеживания, но не добавляйте новые обнаружения. Существующая дорожка удалена.
for detno = 6:20 time = (detno-1)*dt; det = {}; [confirmedTracks,tentativeTracks,allTracks] = tracker(det,time); pos = pos + vel*dt; meas = pos; end
Проверьте, что средство отслеживания не имеет никаких предварительных или подтвержденных дорожек.
isempty(allTracks)
ans = logical
1
Сгенерируйте обнаружения с помощью автомобильного радара по ходу движения, смонтированного на автомобиле, оборудованном датчиком. Примите, что существует три цели:
Автомобиль 1 находится в центральном маршруте, непосредственно перед автомобилем, оборудованным датчиком, и управляющий на той же скорости.
Автомобиль 2 находится в левом маршруте и управлении быстрее, чем автомобиль, оборудованный датчиком на 12 километров в час.
Автомобиль 3 находится в правильном маршруте и управлении медленнее, чем автомобиль, оборудованный датчиком на 5 километров в час.
Все положения, скорости и измерения относительно автомобиля, оборудованного датчиком. Запустите симуляцию для десяти шагов.
dt = 0.1; pos1 = [150 0 0]; pos2 = [160 10 0]; pos3 = [130 -10 0]; vel1 = [0 0 0]; vel2 = [12*1000/3600 0 0]; vel3 = [-5*1000/3600 0 0]; car1 = struct('ActorID',1,'Position',pos1,'Velocity',vel1); car2 = struct('ActorID',2,'Position',pos2,'Velocity',vel2); car3 = struct('ActorID',3,'Position',pos3,'Velocity',vel3);
Создайте автомобильный радарный датчик, который смещается от автомобиля, оборудованного датчиком. По умолчанию местоположение датчика в (3.4,0) метры от центра автомобиля и 0,2 метра над землей плоскость. Выключите вычисление уровня области значений так, чтобы радарный датчик измерил положение только.
radar = radarDetectionGenerator('DetectionCoordinates','Sensor Cartesian', ... 'MaxRange',200,'RangeResolution',10,'AzimuthResolution',10, ... 'FieldOfView',[40 15],'UpdateInterval',dt,'HasRangeRate',false); tracker = multiObjectTracker('FilterInitializationFcn',@initcvkf, ... 'ConfirmationParameters',[3 4],'NumCoastingUpdates',6);
Сгенерируйте обнаружения с радаром от неавтомобилей, оборудованных датчиком. Выходные обнаружения формируют массив ячеек и могут быть переданы непосредственно в multiObjectTracker.
simTime = 0;
nsteps = 10;
for k = 1:nsteps
dets = radar([car1 car2 car3],simTime);
[confirmedTracks,tentativeTracks,allTracks] = tracker(dets,simTime);Переместите автомобили один временной шаг и обновите мультиобъектное средство отслеживания.
simTime = simTime + dt;
car1.Position = car1.Position + dt*car1.Velocity;
car2.Position = car2.Position + dt*car2.Velocity;
car3.Position = car3.Position + dt*car3.Velocity;
endИспользуйте birdsEyePlot, чтобы создать вид сверху обнаружений. Постройте зону охвата датчика. Извлеките положения X и Y целей путем преобразования полей Measurement массива ячеек в массив MATLAB. Отобразите обнаружения на видимом с большого расстояния графике.
BEplot = birdsEyePlot('XLim',[0 220],'YLim',[-75 75]); caPlotter = coverageAreaPlotter(BEplot,'DisplayName','Radar coverage area'); plotCoverageArea(caPlotter,radar.SensorLocation,radar.MaxRange, ... radar.Yaw,radar.FieldOfView(1)) detPlotter = detectionPlotter(BEplot,'DisplayName','Radar detections'); detPos = cellfun(@(d)d.Measurement(1:2),dets,'UniformOutput',false); detPos = cell2mat(detPos')'; if ~isempty(detPos) plotDetection(detPlotter,detPos) end
Когда вы передаете обнаружения в мультиобъектное средство отслеживания, Системный объект:
Попытки присвоить входные обнаружения существующим дорожкам, с помощью функции assignDetectionsToTracks.
Создает новые треки из неприсвоенных обнаружений.
Обновления уже присвоили дорожки и возможно подтверждают их, на основе свойства ConfirmationParameters мультиобъектного средства отслеживания.
Удаляет дорожки, которые не имеют никаких присвоенных обнаружений в рамках последних обновлений NumCoastingUpdates.