Simulation 3D Lidar

Лоцируйте модель датчика в 3D среде симуляции

  • Библиотека:
  • UAV Toolbox / 3D Симуляция

  • Simulation 3D Lidar block

Описание

Блок Simulation 3D Lidar обеспечивает интерфейс к датчику лидара в 3D среде симуляции. Эта среда представляется с помощью Нереального Engine® от Epic Games®. Блок возвращает облако точек с заданным полем зрения и угловым разрешением. Можно также вывести расстояния от датчика, чтобы возразить точкам. Кроме того, можно вывести местоположение и ориентацию датчика в системе мировой координаты сцены.

Если вы устанавливаете Sample time на -1, блок использует шаг расчета, заданный в блоке Simulation 3D Scene Configuration. Чтобы использовать этот датчик, гарантируйте, что блок Simulation 3D Scene Configuration находится в вашей модели.

Примечание

Блок Simulation 3D Scene Configuration должен выполниться перед блоком Simulation 3D Lidar. Тем путем Нереальный Engine, 3D среда визуализации готовит данные перед блоком Simulation 3D Lidar, получает его. Чтобы проверять порядок выполнения блока, щелкните правой кнопкой по блокам и выберите Properties. На вкладке General подтвердите эти настройки Priority:

  • Simulation 3D Scene Configuration0

  • Simulation 3D Lidar1

Для получения дополнительной информации о порядке выполнения, смотрите Порядок выполнения Блока.

Порты

Вывод

развернуть все

Данные об облаке точек, возвращенные как массив m-by-n-by 3 положительных, с действительным знаком [x, y, z] точки. m и n задают число точек в облаке точек, как показано в этом уравнении:

m×n=VFOVVRES×HFOVHRES

где:

  • V FOV является вертикальным полем зрения лидара, в градусах, как задано параметром Vertical field of view (deg).

  • V RES является вертикальным угловым разрешением лидара, в градусах, как задано параметром Vertical resolution (deg).

  • H FOV является горизонтальным полем зрения лидара, в градусах, как задано параметром Horizontal field of view (deg).

  • H RES является горизонтальным угловым разрешением лидара, в градусах, как задано параметром Horizontal resolution (deg).

Каждый m-by-n запись в массиве задает x, y и координаты z обнаруженной точки в системе координат датчика. Если лидар не обнаруживает точку в данной координате, то x, y и z возвращены как NaN.

Типы данных: single

Расстояние, чтобы возразить точкам, измеренным датчиком лидара, возвратилось как m-by-n положительная матрица с действительным знаком. Каждый m-by-n значение в матрице соответствует [x, y, z] координатная точка, возвращенная выходным портом Point cloud.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, на вкладке Parameters, выбирают Distance outport.

Типы данных: single

Местоположение датчика вдоль Оси X, Оси Y и оси Z сцены. Значения Location находятся в мировых координатах сцены. В этой системе координат ось Z подчеркивает от земли. Модули исчисляются в метрах.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, на вкладке Ground Truth, выбирают Output location (m) and orientation (rad).

Типы данных: double

Прокрутитесь, сделайте подачу, и ориентация датчика отклонения от курса об Оси X, Оси Y и оси Z сцены. Значения Orientation находятся в мировых координатах сцены. Эти значения положительны в направлении по часовой стрелке при взгляде в положительных направлениях этих осей. Модули исчисляются в радианах.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, на вкладке Ground Truth, выбирают Output location (m) and orientation (rad).

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

Монтирование

Уникальный идентификатор датчика в виде положительного целого числа. В системе мультидатчика идентификатор датчика различает датчики. Когда вы добавляете новый блок датчика в свою модель, Sensor identifier того блока является N + 1. N является самым высоким значением Sensor identifier среди существующих блоков датчика в модели.

Пример 2

Имя родительского элемента, к которому датчик смонтирован в виде Scene Origin или как имя транспортного средства в вашей модели. Имена транспортного средства, которые можно выбрать, соответствуют параметрам Name блоков Simulation 3D Vehicle в модели. Если вы выбираете Scene Origin, блок помещает датчик в начале координат сцены.

Пример: SimulinkVehicle1

Местоположение монтирования датчика.

  • Когда Parent name является Scene Origin, подставки под клише датчик до начала координат сцены и Mounting location могут быть установлены в Origin только. В процессе моделирования датчик остается стационарным.

  • Когда Parent name является именем транспортного средства (например, SimulinkVehicle1) подставки под клише датчик к одному из предопределенных местоположений монтирования описаны в таблице. В процессе моделирования датчик перемещается с транспортным средством.

Местоположение монтирования транспортного средстваОписаниеОриентация относительно источника транспортного средства [список, подача, отклонение от курса] (градус)
Origin

Датчик по ходу движения смонтировался к источнику транспортного средства, который находится на земле в геометрическом центре транспортного средства

[0, 0, 0]

Прокрутитесь, сделайте подачу, и отклонение от курса по часовой стрелке положительно при взгляде в положительном направлении Оси X, Оси Y и оси Z, соответственно. При рассмотрении транспортного средства от верхней части вниз, затем угол отклонения от курса (то есть, угол ориентации) против часовой стрелки положительны, потому что вы смотрите в обратном направлении оси.

(X, Y, Z) монтирующееся местоположение датчика относительно транспортного средства зависит от типа транспортного средства. Чтобы задать тип транспортного средства, используйте параметр Type блока Simulation 3D UAV Vehicle, с которым вы монтируетесь. Получить (X, Y, Z) монтирующиеся местоположения для типа транспортного средства, смотрите страницу с описанием для того транспортного средства.

Чтобы определить местоположение датчика в мировых координатах, откройте блок датчика. Затем на вкладке Ground Truth выберите Output location (m) and orientation (rad) и смотрите данные из выходного порта Location.

Выберите этот параметр, чтобы задать смещение от монтирующегося местоположения при помощи параметров Relative rotation [Roll, Pitch, Yaw] (deg) и Relative translation [X, Y, Z] (m).

Смещение перевода относительно монтирующегося местоположения датчика в виде с действительным знаком 1 3 вектор из формы [X, Y, Z]. Модули исчисляются в метрах.

Если вы монтируете датчик к транспортному средству установкой Parent name к имени того транспортного средства, то X, Y, и Z находятся в системе координат транспортного средства, где:

  • Ось X указывает вперед от транспортного средства.

  • Ось Y указывает слева от транспортного средства, как просматривается при направлении вперед.

  • Ось Z подчеркивает.

Источник является монтирующимся местоположением, заданным в параметре Mounting location. Этот источник отличается от источника транспортного средства, который является геометрическим центром транспортного средства.

Если вы монтируете датчик к источнику сцены установкой Parent name к Scene Origin, затем X, Y, и Z находятся в мировых координатах сцены.

Для получения дополнительной информации о транспортном средстве и системах мировой координаты, смотрите Системы координат для Нереальной Симуляции Engine в UAV Toolbox.

Пример: [0,0,0.01]

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Specify offset.

Вращательное смещение относительно монтирующегося местоположения датчика в виде с действительным знаком 1 3 вектор из формы [Список, Подача, Отклонение от курса]. Прокрутитесь, сделайте подачу, и отклонение от курса является углами вращения вокруг X-, Y-и осей Z, соответственно. Модули в градусах.

Если вы монтируете датчик к транспортному средству установкой Parent name к имени того транспортного средства, то X, Y, и Z находятся в системе координат транспортного средства, где:

  • Ось X указывает вперед от транспортного средства.

  • Ось Y указывает слева от транспортного средства, как просматривается при направлении вперед.

  • Ось Z подчеркивает.

  • Прокрутитесь, сделайте подачу, и отклонение от курса по часовой стрелке положительно при взгляде в прямом направлении Оси X, Оси Y и оси Z, соответственно. Если вы просматриваете сцену из 2D нисходящей перспективы, то угол отклонения от курса (также названный углом ориентации) против часовой стрелки положителен, потому что вы просматриваете сцену в обратном направлении оси Z.

Источник является монтирующимся местоположением, заданным в параметре Mounting location. Этот источник отличается от источника транспортного средства, который является геометрическим центром транспортного средства.

Если вы монтируете датчик к источнику сцены установкой Parent name к Scene Origin, затем X, Y, и Z находятся в мировых координатах сцены.

Для получения дополнительной информации о транспортном средстве и системах мировой координаты, смотрите Системы координат для Нереальной Симуляции Engine в UAV Toolbox.

Пример: [0,0,10]

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Specify offset.

Шаг расчета блока в секундах в виде положительной скалярной величины. 3D частота кадров среды симуляции является инверсией шага расчета.

Если вы устанавливаете шаг расчета на -1, блок наследовал свой шаг расчета от блока Simulation 3D Scene Configuration.

Параметры

Максимальное расстояние, измеренное датчиком лидара в виде положительной скалярной величины. Точки вне этой области значений проигнорированы. Модули исчисляются в метрах.

Разрешение области значений датчика лидара, в метрах в виде положительного действительного скаляра. Разрешение области значений также известно как quantization factor. Минимальное значение этого фактора является областью значений D / 224, где область значений D является максимальным расстоянием, измеренным датчиком лидара, как задано в параметре Detection range (m).

Вертикальное поле зрения датчика лидара в виде положительной скалярной величины. Модули в градусах.

Вертикальное угловое разрешение датчика лидара в виде положительной скалярной величины. Модули в градусах.

Горизонтальное поле зрения датчика лидара в виде положительной скалярной величины. Модули в градусах.

Горизонталь, угловая (азимут) разрешение датчика лидара в виде положительной скалярной величины. Модули в градусах.

Выберите этот параметр, чтобы вывести расстояние до измеренных объектных точек в порте Distance.

Основная истина

Выберите этот параметр, чтобы вывести местоположение и ориентацию датчика в портах Location и Orientation, соответственно.

Советы

  • Чтобы визуализировать облака точек, которые выводятся портом Point cloud, можно использовать pcplayer объект в блоке MATLAB Function.

  • Нереальный Engine может занять много времени, чтобы запустить между симуляциями, рассмотреть логгирование сигналов, что датчики выводят. Можно затем использовать эти данные, чтобы разработать алгоритмы восприятия в MATLAB®. Смотрите Конфигурируют Сигнал для Логгирования (Simulink).

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Введенный в R2020b
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте