visionDetectionGenerator
Сгенерируйте обнаружения видения для ведущего сценария
Описание
Система visionDetectionGenerator object™ генерирует обнаружения от монокулярного датчика камеры, смонтированного на автомобиле, оборудованном датчиком. На все обнаружения ссылаются к системе координат автомобиля, оборудованного датчиком или смонтированного автомобилем датчика. Можно использовать объект visionDetectionGenerator в сценарии, содержащем агентов и траектории, которые можно создать при помощи объекта drivingScenario. Используя статистический режим, генератор может моделировать действительные обнаружения с добавленным случайным шумом и также сгенерировать ложные сигнальные обнаружения. Кроме того, можно использовать объект visionDetectionGenerator создать вход к multiObjectTracker.
Сгенерировать визуальные обнаружения:
Создайте объект
visionDetectionGeneratorи 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.
Создание
Синтаксис
sensor = visionDetectionGeneratorsensor = visionDetectionGenerator(cameraConfig)sensor = visionDetectionGenerator(Name,Value)Описание
sensor = visionDetectionGenerator
sensor = visionDetectionGenerator(cameraConfig)monoCamera, cameraConfig.
sensor = visionDetectionGenerator(Name,Value)visionDetectionGenerator('DetectionCoordinates','Sensor Cartesian','MaxRange',200) создает генератор обнаружения видения, который сообщает об обнаружениях в Декартовой системе координат датчика и имеет максимальную область значений обнаружения 200 метров. Заключите каждое имя свойства в кавычки.
Свойства
Использование
Синтаксис
dets = sensor(actors,time)lanedets = sensor(laneboundaries,time)lanedets = sensor(actors,laneboundaries,time)[___,numValidDets]
= sensor(___)[___,numValidDetsisValidTime]
= sensor(___)[dets,numValidDets,isValidTime,lanedets,numValidLaneDets,isValidLaneTime] = sensor(actors,laneboundaries,time)Описание
dets = sensor(actors,time)dets, от измерений датчика, проведенных actors при текущей симуляции time. Объект может сгенерировать обнаружения датчика для нескольких агентов одновременно. Не включайте автомобиль, оборудованный датчиком как одного из агентов.
Чтобы включить этот синтаксис, установите DetectionOutput на 'Objects only'.
lanedets = sensor(laneboundaries,time)lanedets, от граничных структур маршрута, laneboundaries.
Чтобы включить этот синтаксис устанавливает DetectionOutput на 'Lanes only'. Детектор маршрута генерирует контуры маршрута, с промежутками заданные свойством LaneUpdateInterval.
lanedets = sensor(actors,laneboundaries,time)lanedets, от граничных структур маршрута, laneboundaries.
Чтобы включить этот синтаксис, установите DetectionOutput на 'Lanes with occlusion'. Детектор маршрута генерирует контуры маршрута, с промежутками заданные свойством LaneUpdateInterval.
[___, также возвращает количество допустимых обнаружений, о которых сообщают, numValidDets]
= sensor(___)numValidDets.
[___, также возвращает логическое значение, numValidDetsisValidTime]
= sensor(___)isValidTime, указывая, что время UpdateInterval, чтобы сгенерировать обнаружения протекло.
[ возвращает оба обнаружения объектов, dets,numValidDets,isValidTime,lanedets,numValidLaneDets,isValidLaneTime] = sensor(actors,laneboundaries,time)dets и обнаружения маршрута lanedets. Этот синтаксис также возвращает количество допустимых обнаружений маршрута, о которых сообщают, numValidLaneDets, и флаг, isValidLaneTime, указывая, протекло ли необходимое время симуляции, чтобы сгенерировать обнаружения маршрута.
Чтобы включить этот синтаксис, установите DetectionOutput на 'Lanes and objects'.
Входные параметры
Выходные аргументы
Функции объекта
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)
Примеры
Сгенерируйте визуальные обнаружения нескольких автомобилей
Сгенерируйте обнаружения с помощью автомобильного датчика видения по ходу движения, смонтированного на автомобиле, оборудованном датчиком. Примите, что существует два целевых автомобиля:
Автомобиль 1 непосредственно перед автомобилем, оборудованным датчиком и перемещающийся на той же скорости.
Автомобиль 2 автомобиля управляет быстрее, чем автомобиль, оборудованный датчиком на 12 км/ч в левом маршруте.
Все положения, скорости и измерения относительно автомобиля, оборудованного датчиком. Запустите симуляцию для десяти шагов.
dt = 0.1; car1 = struct('ActorID',1,'Position',[100 0 0],'Velocity', [5*1000/3600 0 0]); car2 = struct('ActorID',2,'Position',[150 10 0],'Velocity',[12*1000/3600 0 0]);
Создайте автомобильный датчик видения, смещающий местоположение от автомобиля, оборудованного датчиком. По умолчанию местоположение датчика в (3.4,0) метры от центра автомобиля и 1,1 метра над землей плоскость..
sensor = visionDetectionGenerator('DetectionProbability',1, ... 'MinObjectImageSize',[5 5],'MaxRange',200,'DetectionCoordinates','Sensor Cartesian'); tracker = multiObjectTracker('FilterInitializationFcn',@initcvkf, ... 'ConfirmationParameters',[3 4],'NumCoastingUpdates',6);
Сгенерируйте визуальные обнаружения для агентов неэго, когда они перемещаются. Выходные обнаружения формируют массив ячеек. Извлеките только информацию о положении от обнаружений, чтобы передать multiObjectTracker, который ожидает только информацию о положении. Обновление средство отслеживания для каждого нового набора обнаружений.
simTime = 0; nsteps = 10; for k = 1:nsteps dets = sensor([car1 car2],simTime); n = size(dets,1); for k = 1:n meas = dets{k}.Measurement(1:3); dets{k}.Measurement = meas; measmtx = dets{k}.MeasurementNoise(1:3,1:3); dets{k}.MeasurementNoise = measmtx; end [confirmedTracks,tentativeTracks,allTracks] = updateTracks(tracker,dets,simTime); simTime = simTime + dt; car1.Position = car1.Position + dt*car1.Velocity; car2.Position = car2.Position + dt*car2.Velocity; end
Используйте birdsEyePlot, чтобы создать вид сверху обнаружений. Постройте зону охвата датчика. Извлеките положения X и Y целей путем преобразования полей Measurement ячейки в массив MATLAB®. Затем постройте обнаружения с помощью методов birdsEyePlot.
BEplot = birdsEyePlot('XLim',[0 220],'YLim',[-75 75]); caPlotter = coverageAreaPlotter(BEplot,'DisplayName','Vision Coverage Area'); plotCoverageArea(caPlotter,sensor.SensorLocation,sensor.MaxRange, ... sensor.Yaw,sensor.FieldOfView(1)) detPlotter = detectionPlotter(BEplot,'DisplayName','Vision Detections'); detPos = cellfun(@(d)d.Measurement(1:2),dets,'UniformOutput',false); detPos = cell2mat(detPos')'; if ~isempty(detPos) plotDetection(detPlotter,detPos) end
Сгенерируйте визуальные обнаружения от монокулярной камеры
Создайте датчик видения при помощи монокулярной настройки камеры и сгенерируйте обнаружения от того датчика.
Задайте внутренние параметры камеры и создайте объект monoCamera из этих параметров. Камера смонтирована сверху автомобиля, оборудованного датчиком на высоте 1,5 метров над землей и подаче 1 степени к земле.
focalLength = [800 800];
principalPoint = [320 240];
imageSize = [480 640];
intrinsics = cameraIntrinsics(focalLength,principalPoint,imageSize);
height = 1.5;
pitch = 1;
monoCamConfig = monoCamera(intrinsics,height,'Pitch',pitch);Создайте генератор обнаружения видения с помощью монокулярной настройки камеры.
visionSensor = visionDetectionGenerator(monoCamConfig);
Сгенерируйте ведущий сценарий с автомобилем, оборудованным датчиком и двумя целевыми автомобилями. Расположите первый целевой автомобиль 30 метров непосредственно перед автомобилем, оборудованным датчиком. Расположите второй целевой автомобиль 20 метров перед автомобилем, оборудованным датчиком, но сместите налево на 3 метра.
scenario = drivingScenario; egoVehicle = vehicle(scenario); targetCar1 = vehicle(scenario,'Position',[30 0 0]); targetCar2 = vehicle(scenario,'Position',[20 3 0]);
Используйте видимый с большого расстояния график отобразить основы автомобиля и зону охвата датчика.
figure bep = birdsEyePlot('XLim',[0 50],'YLim',[-20 20]); olPlotter = outlinePlotter(bep); [position,yaw,length,width,originOffset,color] = targetOutlines(egoVehicle); plotOutline(olPlotter,position,yaw,length,width); caPlotter = coverageAreaPlotter(bep,'DisplayName','Coverage area','FaceColor','blue'); plotCoverageArea(caPlotter,visionSensor.SensorLocation,visionSensor.MaxRange, ... visionSensor.Yaw,visionSensor.FieldOfView(1))
Получите положения целевых автомобилей с точки зрения автомобиля, оборудованного датчиком. Используйте эти положения, чтобы сгенерировать обнаружения от датчика.
poses = targetPoses(egoVehicle); [dets,numValidDets] = visionSensor(poses,scenario.SimulationTime);
Отобразитесь (X, Y) положения допустимых обнаружений. Для каждого обнаружения, (X, Y) положения являются первыми двумя значениями поля Measurement.
for i = 1:numValidDets XY = dets{i}.Measurement(1:2); detXY = sprintf('Detection %d: X = %.2f meters, Y = %.2f meters',i,XY); disp(detXY) end
Detection 1: X = 19.09 meters, Y = 2.79 meters Detection 2: X = 27.81 meters, Y = 0.08 meters
Сгенерируйте обнаружения контура объекта и маршрута
Создайте ведущий сценарий, содержащий автомобиль, оборудованный датчиком и целевой автомобиль, перемещающийся вдоль трехполосной дороги. Обнаружьте контуры маршрута при помощи генератора обнаружения видения.
sc = drivingScenario;
Создайте трехполосную дорогу при помощи спецификаций маршрута.
roadCenters = [0 0 0; 60 0 0; 120 30 0];
lspc = lanespec(3);
road(sc,roadCenters,'Lanes',lspc);
Укажите, что автомобиль, оборудованный датчиком следует за центральным маршрутом на уровне 30 м/с.
egovehicle = vehicle(sc); egopath = [1.5 0 0; 60 0 0; 111 25 0]; egospeed = 30; trajectory(egovehicle,egopath,egospeed);
Укажите, что целевые перемещения автомобиля перед автомобилем, оборудованным датчиком на уровне 40 м/с и перестраиваются на другую полосу близко к автомобилю, оборудованному датчиком.
targetcar = vehicle(sc,'ClassID',2);
targetpath = [8 2; 60 -3.2; 120 33];
targetspeed = 40;
trajectory(targetcar,targetpath,targetspeed);
Отобразите график преследования для 3-D представления сценария из-за автомобиля, оборудованного датчиком.
chasePlot(egovehicle)
Создайте генератор обнаружения видения, который обнаруживает маршруты и объекты. Подача датчика указывает одну степень вниз.
visionSensor = visionDetectionGenerator('Pitch',1.0); visionSensor.DetectorOutput = 'Lanes and objects'; visionSensor.ActorProfiles = actorProfiles(sc);
Запустите симуляцию.
Создайте видимый с большого расстояния график и связанные плоттеры.
Отобразите зону охвата датчика.
Отобразите маркировки маршрута.
Получите наземные положения истины целей на дороге.
Получите идеальные граничные точки маршрута до 60 м вперед.
Сгенерируйте обнаружения от идеальных целевых положений и контуров маршрута.
Отобразите схему цели.
Обнаружения экранного объекта, когда обнаружение объектов допустимо.
Отобразите контур маршрута, когда обнаружение маршрута будет допустимо.
bep = birdsEyePlot('XLim',[0 60],'YLim',[-35 35]); caPlotter = coverageAreaPlotter(bep,'DisplayName','Coverage area', ... 'FaceColor','blue'); detPlotter = detectionPlotter(bep,'DisplayName','Object detections'); lmPlotter = laneMarkingPlotter(bep,'DisplayName','Lane markings'); lbPlotter = laneBoundaryPlotter(bep,'DisplayName', ... 'Lane boundary detections','Color','red'); olPlotter = outlinePlotter(bep); plotCoverageArea(caPlotter,visionSensor.SensorLocation,... visionSensor.MaxRange,visionSensor.Yaw, ... visionSensor.FieldOfView(1)); while advance(sc) [lmv,lmf] = laneMarkingVertices(egovehicle); plotLaneMarking(lmPlotter,lmv,lmf) tgtpose = targetPoses(egovehicle); lookaheadDistance = 0:0.5:60; lb = laneBoundaries(egovehicle,'XDistance',lookaheadDistance,'LocationType','inner'); [obdets,nobdets,obValid,lb_dets,nlb_dets,lbValid] = ... visionSensor(tgtpose,lb,sc.SimulationTime); [objposition,objyaw,objlength,objwidth,objoriginOffset,color] = targetOutlines(egovehicle); plotOutline(olPlotter,objposition,objyaw,objlength,objwidth, ... 'OriginOffset',objoriginOffset,'Color',color) if obValid detPos = cellfun(@(d)d.Measurement(1:2),obdets,'UniformOutput',false); detPos = vertcat(zeros(0,2),cell2mat(detPos')'); plotDetection(detPlotter,detPos) end if lbValid plotLaneBoundary(lbPlotter,vertcat(lb_dets.LaneBoundaries)) end end
Сконфигурируйте идеальный датчик видения
Сгенерируйте обнаружения от идеального датчика видения и сравните эти обнаружения с единицами от шумного датчика. Идеальный датчик является тем, который всегда генерирует обнаружения без ложных положительных сторон и никакого добавленного случайного шума.
Создайте ведущий сценарий
Создайте ведущий сценарий, в который автомобиль, оборудованный датчиком расположен перед диагональным массивом целевых автомобилей. С этой настройкой можно позже построить ковариации шума измерения обнаруженных целей, не имея целевых автомобилей, закрывают друг друга.
scenario = drivingScenario; egoVehicle = vehicle(scenario); numTgts = 6; x = linspace(20,50,numTgts)'; y = linspace(-20,0,numTgts)'; x = [x;x(1:end-1)]; y = [y;-y(1:end-1)]; numTgts = numel(x); for m = 1:numTgts vehicle(scenario,'Position',[x(m) y(m) 0]); end
Постройте ведущий сценарий в видимом с большого расстояния графике.
bep = birdsEyePlot('XLim',[0 60]); legend('hide') olPlotter = outlinePlotter(bep); [position,yaw,length,width,originOffset,color] = targetOutlines(egoVehicle); plotOutline(olPlotter,position,yaw,length,width, ... 'OriginOffset',originOffset,'Color',color)
Создайте идеальный датчик видения
Создайте датчик видения при помощи Системы visionDetectionGenerator object™. Чтобы сгенерировать идеальные обнаружения, установите DetectionProbability на 1, FalsePositivesPerImage к 0 и HasNoise к false.
DetectionProbability = 1— Датчик всегда генерирует обнаружения для цели, пока цель не закрывается и соответствует области значений, скорости и ограничениям размера изображения.FalsePositivesPerImage = 0— Датчик генерирует обнаружения только от действительных целей в ведущем сценарии.HasNoise = false— Датчик не добавляет случайный шум в положение, о котором сообщают, и скорость цели. Однако объектамobjectDetection, возвращенным датчиком, установили значения шума измерения на шумовое отклонение, которое было бы добавлено, еслиHasNoiseбылtrue. С этими шумовыми значениями можно обработать идеальные обнаружения с помощьюmultiObjectTracker. Этот метод полезен для анализа задержки маневра, не будучи должен запустить длительные симуляции Монте-Карло.
idealSensor = visionDetectionGenerator( ... 'SensorIndex',1, ... 'UpdateInterval',scenario.SampleTime, ... 'SensorLocation',[0.75*egoVehicle.Wheelbase 0], ... 'Height',1.1, ... 'Pitch',0, ... 'Intrinsics',cameraIntrinsics(800,[320 240],[480 640]), ... 'BoundingBoxAccuracy',50, ... % Make the noise large for illustrative purposes 'ProcessNoiseIntensity',5, ... 'MaxRange',60, ... 'DetectionProbability',1, ... 'FalsePositivesPerImage',0, ... 'HasNoise',false, ... 'ActorProfiles',actorProfiles(scenario))
idealSensor =
visionDetectionGenerator with properties:
SensorIndex: 1
UpdateInterval: 0.0100
SensorLocation: [2.1000 0]
Height: 1.1000
Yaw: 0
Pitch: 0
Roll: 0
Intrinsics: [1x1 cameraIntrinsics]
DetectorOutput: 'Objects only'
FieldOfView: [43.6028 33.3985]
MaxRange: 60
MaxSpeed: 50
MaxAllowedOcclusion: 0.5000
MinObjectImageSize: [15 15]
DetectionProbability: 1
FalsePositivesPerImage: 0
Show all properties
Постройте зону охвата идеального датчика видения.
legend('show') caPlotter = coverageAreaPlotter(bep,'DisplayName','Coverage area','FaceColor','blue'); mountPosition = idealSensor.SensorLocation; range = idealSensor.MaxRange; orientation = idealSensor.Yaw; fieldOfView = idealSensor.FieldOfView(1); plotCoverageArea(caPlotter,mountPosition,range,orientation,fieldOfView);
Моделируйте идеальные обнаружения видения
Получите положения целей. Положения находятся в координатах автомобиля, оборудованного датчиком.
gTruth = targetPoses(egoVehicle);
Сгенерируйте обнаружения видения, к которым добавляют метку времени. Эти обнаружения возвращены как массив ячеек объектов objectDetection.
time = scenario.SimulationTime; dets = idealSensor(gTruth,time);
Осмотрите отклонение шума измерения и измерения первого (крайнего левого) обнаружения. Даже при том, что обнаружение идеально и поэтому не имеет никакого добавленного случайного шума, свойство MeasurementNoise показывает значения, как будто обнаружение действительно имело шум.
dets{1}.Measurementans = 6×1
31.0000
-11.2237
0
0
0
0
dets{1}.MeasurementNoiseans = 6×6
1.5427 -0.5958 0 0 0 0
-0.5958 0.2422 0 0 0 0
0 0 100.0000 0 0 0
0 0 0 0.5398 -0.1675 0
0 0 0 -0.1675 0.1741 0
0 0 0 0 0 100.0000
Постройте идеальные обнаружения и замещающие знаки для контура с 2 сигмами ковариации шума измерения.
pos = cell2mat(cellfun(@(d)d.Measurement(1:2)',dets, ... 'UniformOutput',false)); cov = reshape(cell2mat(cellfun(@(d)d.MeasurementNoise(1:2,1:2),dets, ... 'UniformOutput',false))',2,2,[]); plotter = trackPlotter(bep,'DisplayName','Ideal detections', ... 'MarkerEdgeColor','blue','MarkerFaceColor','blue'); sigma = 2; plotTrack(plotter,pos,sigma^2*cov)
Моделируйте шумные обнаружения для сравнения
Создайте шумный датчик на основе свойств идеального датчика.
noisySensor = clone(idealSensor); release(noisySensor) noisySensor.HasNoise = true;
Сбросьте ведущий сценарий назад к его исходному состоянию.
restart(scenario)
Соберите статистические данные от шумных обнаружений.
numMonte = 1e3; pos = []; for itr = 1:numMonte time = scenario.SimulationTime; dets = noisySensor(gTruth,time); % Save noisy measurements pos = [pos;cell2mat(cellfun(@(d)d.Measurement(1:2)',dets,'UniformOutput',false))]; advance(scenario); end
Постройте шумные обнаружения.
plotter = detectionPlotter(bep,'DisplayName','Noisy detections', ... 'Marker','.','MarkerEdgeColor','red','MarkerFaceColor','red'); plotDetection(plotter,pos)
Расширенные возможности
Смотрите также
Объекты
drivingScenario|laneMarking|lanespec|monoCamera|multiObjectTracker|objectDetection|radarDetectionGenerator