Simulation 3D Probabilistic Radar

Вероятностная радарная модель датчика в 3D среде симуляции

  • Библиотека:
  • Automated Driving Toolbox / 3D Симуляция

  • Simulation 3D Probabilistic Radar block

Описание

Блок Simulation 3D Probabilistic Radar обеспечивает интерфейс к вероятностному радарному датчику в 3D среде симуляции. Эта среда представляется с помощью Нереального Engine® от Epic Games®. Можно задать радарную модель и точность, смещение и параметры обнаружения. Блок использует шаг расчета, чтобы получить радарные обнаружения и выводит список отчетов обнаружения объектов. Чтобы сконфигурировать вероятностные радарные подписи агентов в 3D среде через все радары в вашей модели, используйте блок Simulation 3D Probabilistic Radar Configuration.

Если вы устанавливаете Sample time на -1, блок использует шаг расчета, заданный в блоке Simulation 3D Scene Configuration. Чтобы использовать этот датчик, необходимо включать блок Simulation 3D Scene Configuration в модель.

Примечание

Блок Simulation 3D Scene Configuration должен выполниться перед блоком Simulation 3D Probabilistic Radar. Тем путем Нереальный Engine, 3D среда визуализации готовит данные перед блоком Simulation 3D Probabilistic Radar, 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 Probabilistic Radar1

Для получения дополнительной информации о порядке выполнения, смотрите Как Нереальная Симуляция Engine для Автоматизированных Ведущих работ.

Порты

Вывод

развернуть все

Обнаружения объектов, возвращенные как шина Simulink, содержащая структуру MATLAB. Для получения дополнительной информации о шинах, Создайте Невиртуальные Шины (Simulink). Структура имеет эту форму.

Поле ОписаниеВвод
NumDetectionsКоличество обнаруженийцелое число
IsValidTimeЛожь, когда обновления время от времени требуют, которые являются между интервалами вызова блокаБулевская переменная
DetectionsОбнаружения объектовМассив структур обнаружения объектов длины установлен параметром Maximum reported. Только NumDetections из этих обнаружений фактические обнаружения.

Каждая структура обнаружения объектов содержит эти свойства.

СвойствоОпределение
TimeВремя измерения
MeasurementОбъектные измерения
MeasurementNoiseКовариационная матрица шума измерения
SensorIndexУникальный идентификатор датчика
ObjectClassIDПредметная классификация
ObjectAttributesДополнительная информация передала средству отслеживания
MeasurementParametersПараметры используются функциями инициализации нелинейного Кальмана, отслеживающего фильтры

  • Для Декартовых координат, Measurement и MeasurementNoise сообщаются в системе координат, заданной параметром Coordinate system.

  • Для сферических координат, Measurement и MeasurementNoise сообщаются в сферической системе координат на основе Декартовой системы координат датчика. MeasurementParameters сообщается в Декартовых координатах датчика.

Измерение и MeasurementNoise

Coordinate System Used to Report DetectionsИзмерение и координаты MeasurementNoise
'Ego Cartesian'

Эта таблица показывает координатную зависимость, когда вы включаете или отключаете измерения уровня области значений с помощью параметра Enable range rate measurements.

Измерения уровня области значенийКоординаты
Enabled[x;y;z;vx;vy;vz]
Отключенный[x;y;z]
'Sensor Cartesian'
'Sensor spherical'

Эта таблица показывает координатную зависимость, когда вы включаете или отключаете уровень области значений и измерения угла возвышения, при помощи Enable range rate measurements и параметров Enable elevation angle measurements, соответственно.

Измерения уровня области значенийИзмерения угла возвышенияКоординаты
EnabledEnabled[az;el;rng;rr]
EnabledОтключенный[az;rng;rr]
ОтключенныйEnabled[az;el;rng]
ОтключенныйОтключенный[az;rng]

Параметры измерения

ПараметрОпределение
Frame Перечислимый тип, который указывает на систему координат, раньше сообщал об измерениях. Когда Frame установлен в 'rectangular', об обнаружениях сообщают в Декартовых координатах. Когда Frame установлен в 'spherical', об обнаружениях сообщают в сферических координатах.
OriginPosition3D векторное смещение источника датчика от источника автомобиля, оборудованного датчиком. Вектор выведен из местоположения и высоты датчика, как задано параметром Mounting location и значением Z параметра Relative translation [X, Y, Z] (m), соответственно.
OrientationОриентация радарной системы координат датчика относительно системы координат автомобиля, оборудованного датчиком. Ориентация выведена из крена, тангажа и значений рыскания, заданных в параметре Relative rotation [Roll, Pitch, Yaw] (deg).
HasVelocityУказывает, содержат ли измерения скорость или компоненты уровня области значений.
HasElevationУказывает, содержат ли измерения компоненты вертикального изменения.

ObjectAttributes свойство каждого обнаружения является структурой с этими полями.

Поле Определение
TargetIndexИдентификатор агента, ActorID, это сгенерировало обнаружение. Для ложных предупреждений это значение отрицательно.
SNRОтношение сигнал-шум обнаружения. Модули находятся в децибелах.

ObjectClassID свойство каждого обнаружения имеет значение, которое соответствует идентификатору объекта. Таблица показывает идентификаторы объектов, используемые в сценах по умолчанию, которые можно выбрать от блока Simulation 3D Scene Configuration. Если вы используете пользовательскую сцену в Редакторе Unreal®, можно присвоить новые типы объектов неиспользованным идентификаторам. Если сцена содержит объект, который не имеет присвоенного ID, тот объект присвоен ID 0. Обнаружение маркировок маршрута не поддерживается.

IDВвод
0

Ни одно/значение по умолчанию

1

Создание

2

Не используемый

3

Другой

4

Не используемый

5

Полюс

6

Не используемый

7

Дорога

8

Тротуар

9

Растительность

10

Транспортное средство

11

Не используемый

12

Типовой дорожный знак

13

Знак Стоп

14

Дайте к знаку

15

Знак ограничения скорости

16

Знак ограничения по весу

17-18

Не используемый

19

Левый и правый предупредительный знак стрелы

20

Оставленный предупредительный знак двойной угловой скобки

21

Правильный предупредительный знак двойной угловой скобки

22

Не используемый

23

Правильный односторонний знак

24

Не используемый

25

Школьный автобус только подписывается

26-38

Не используемый

39

Знак перехода

40

Не используемый

41

Сигнал трафика

42

Изогните правильный предупредительный знак

43

Изогните оставленный предупредительный знак

44

Предупредительный знак стрелки вправо

45-47

Не используемый

48

Знак пересечения железной дороги

49

Уличный знак

50

Окольный предупредительный знак

51

Пожарный гидрант

52

Выйдите из знака

53

Знак велосипедной дорожки

54-56

Не используемый

57

Небо

58

Ограничение

59

Пандус эстакады

60

Дорожное ограждение

61-66

Не используемый

67

Олень

68-70

Не используемый

71

Баррикада

72

Мотоцикл

73-255

Не используемый

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 with Ground Following 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. Можно установить Mounting location на 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 [крен, тангаж, рыскание] (градус)
Origin

Датчик по ходу движения смонтировался к источнику транспортного средства, который находится на земле в геометрическом центре транспортного средства (см. Системы координат для Нереальной Симуляции Engine в Automated Driving Toolbox),

[0, 0, 0]
Front bumper

Датчик по ходу движения смонтирован к переднему бамперу

[0, 0, 0]
Rear bumper

Назад стоящий датчик смонтирован к заднему бамперу

[0, 0, 180]
Right mirror

Вниз стоящий датчик смонтирован к правильному зеркалу вида сбоку

[0, –90, 0]
Left mirror

Вниз стоящий датчик смонтирован к левому зеркалу вида сбоку

[0, –90, 0]
Rearview mirror

Датчик по ходу движения смонтирован к зеркалу заднего обзора в транспортном средстве

[0, 0, 0]
Hood center

Датчик по ходу движения, смонтированный к центру капота

[0, 0, 0]
Roof center

Датчик по ходу движения, смонтированный к центру крыши

[0, 0, 0]

Прокрутитесь, сделайте подачу, и рыскание 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, угол рыскания (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 Vehicle with Ground Following, с которым вы монтируете датчик. 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 взгляде в прямом направлении транспортного средства.

  • 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 Automated Driving 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 [Крен, Тангаж, Рыскание]. Прокрутитесь, сделайте подачу, и рыскание 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 взгляде в прямом направлении транспортного средства.

  • Ось Z подчеркивает.

  • Прокрутитесь, сделайте подачу, и рыскание 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 рыскания (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 Automated Driving 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

Настройки точности

Разрешение азимута радара в виде положительного действительного скаляра. Разрешение азимута задает минимальное разделение в углу азимута, под которым радар может различать две цели. Разрешение азимута обычно является 3dB-downpoint в угловой ширине луча азимута радара. Модули в градусах.

Пример: 6.5

Разрешение вертикального изменения радара в виде положительного действительного скаляра. Разрешение вертикального изменения задает минимальное разделение в угле возвышения, в котором радар может различать две цели. Разрешение вертикального изменения обычно является 3dB-downpoint в ширине луча угла возвышения радара. Модули в градусах.

Пример: 3.5

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, на вкладке Parameters, в разделе Radar model, выбирают Enable elevation angle measurements.

Разрешение области значений радара в виде положительного действительного скаляра. Разрешение области значений задает минимальное разделение в области значений, в которой радар может различать две цели. Модули исчисляются в метрах.

Пример: 5.0

Разрешение уровня области значений радара в виде положительного действительного скаляра. Разрешение уровня области значений задает минимальное разделение в уровне области значений, на котором радар может различать две цели. Модули исчисляются в метрах в секунду.

Пример: 0.75

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, на вкладке Parameters, в разделе Radar model, выбирают Enable range rate measurements.

Сместите настройки

Часть смещения азимута радара в виде неотрицательного действительного скаляра. Смещение азимута описывается как часть разрешения азимута, заданного в параметре Azimuthal resolution of radar (deg). Модули являются безразмерными.

Пример: 0.3

Часть смещения вертикального изменения радара в виде неотрицательного действительного скаляра. Смещение вертикального изменения описывается как часть разрешения вертикального изменения, заданного в параметре Elevation resolution of radar (deg). Модули являются безразмерными.

Пример: 0.2

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, на вкладке Parameters, в разделе Radar model, выбирают Enable elevation angle measurements.

Часть смещения области значений радара в виде неотрицательного действительного скаляра. Смещение области значений описывается как часть разрешения области значений, заданного в параметре Range resolution of radar (m). Модули являются безразмерными.

Пример: 0.15

Уровень области значений смещает часть радара в виде неотрицательного действительного скаляра. Смещение уровня области значений описывается как часть разрешения уровня области значений, заданного в параметре Range rate resolution of radar (m/s). Модули являются безразмерными.

Пример: 0.2

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, на вкладке Parameters, в разделе Radar model, выбирают Enable range rate measurements.

Настройки детектора

Поле зрения радара в виде положительного вектора 1 на 2 с действительным знаком формы [azfov, elfov]. azfov угловое поле зрения азимута. elfov поле зрения угла возвышения. Поле зрения задает угловую степень, заполненную датчиком. Каждый компонент должен лечь в интервале (0,180]. Цели за пределами поля зрения радара не обнаруживаются. Модули в градусах.

Пример: [14 7]

Область значений обнаружения, в метрах, на уровне которых радар может обнаружить цель.

  • Чтобы установить только максимальную область значений обнаружения, задайте этот параметр как положительный действительный скаляр. По умолчанию минимальная область значений обнаружения 0.

  • Чтобы установить и минимальную и максимальную область значений обнаружения, задайте этот параметр как положительный вектор 1 на 2 с действительным знаком формы [min, max].

Пример: 250

Минимальные и максимальные уровни области значений обнаружения в виде вектора 1 на 2 с действительным знаком. Радар может обнаружить цели только в этом интервале уровня области значений. Модули исчисляются в метрах в секунду.

Пример: [-200 200]

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, на вкладке Parameters, в разделе Radar model, выбирают Enable range rate measurements.

Вероятность, что радар обнаруживает цель в виде действительного скаляра в области значений (0, 1]. Это количество задает вероятность обнаружения цели, которой задал радарное сечение параметр Reference radar cross section (dBsm) в ссылочном диапазоне обнаружения, указанном параметром Detection ranges (m).

Пример: 0.95

Ложный сигнальный уровень в радарной ячейке разрешения в виде положительного действительного скаляра в области значений [10–7, 10–3]. Модули являются безразмерными.

Пример: 1e-5

Диапазон ссылки для данной вероятности обнаружения в виде положительного действительного скаляра. Диапазон ссылки является областью значений, в которой радар обнаруживает цели, которым задал радарное сечение Reference radar cross section (dBsm), учитывая вероятность обнаружения, заданную Detection probability. Модули исчисляются в метрах.

Пример: 150

Ссылочное радарное сечение (RCS) для данной вероятности обнаружения в виде неотрицательного действительного скаляра. Радар с вероятностью обнаружения, заданной Detection probability, обнаруживает цели в этом ссылочном значении RCS. Модули находятся в децибелах на квадратный метр.

Пример: 2.0

Радарная модель

Выберите этот параметр, чтобы смоделировать радар, который может измерить целевые углы возвышения. Этот параметр включает параметры Fractional elevation bias component и Elevation resolution of radar (deg).

Выберите этот параметр, чтобы смоделировать радар, который может измерить уровни целевого диапазона. Этот параметр включает Range rate resolution of radar (m/s), Fractional range bias component и параметры Range rates (m/s).

Выберите этот параметр, чтобы добавить шум в радарные измерения датчика. В противном случае измерения бесшумны. MeasurementNoise свойство каждого обнаружения всегда вычисляется и не затронуто значением, которое вы задаете для параметра Measurement noise. Не выбирая этот параметр, можно передать измерения основной истины датчика в блок Multi-Object Tracker.

Выберите этот параметр, чтобы позволить сообщить о ложных сигнальных радарных измерениях. В противном случае только о фактических обнаружениях сообщают.

Метод, чтобы установить seed генератора случайных чисел в виде одной из опций в таблице.

ОпцияОписание
Repeatable

Блок генерирует случайный начальный seed для первой симуляции и снова использует этот seed для всех последующих симуляций. Выберите этот параметр, чтобы сгенерировать повторяемые результаты статистической модели датчика. Чтобы изменить этот начальный seed, в командной строке MATLAB, вводят clear all.

Specify seedЗадайте свой собственный случайный начальный seed для восстанавливаемых результатов при помощи параметра Specify seed.
Not repeatableБлок генерирует новый случайный начальный seed после каждой запущенной симуляции. Выберите этот параметр, чтобы сгенерировать неповторяемые результаты статистической модели датчика.

Seed генератора случайных чисел в виде скаляра в области значений [0, 232)

Пример: 2001

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметр Random number generator method на Specify seed.

Создание отчетов обнаружения

Максимальное количество обнаружений, о которых сообщают, в виде положительного целого числа. Модули являются безразмерными.

Пример: 35

Система координат обнаружений, о которых сообщают, в виде одного из этих значений:

  • Ego Cartesian — Обнаружения показаний радара в Декартовой системе координат автомобиля, оборудованного датчиком.

  • Sensor Cartesian— Обнаружения показаний радара в Декартовой системе координат датчика.

  • Sensor spherical — Обнаружения показаний радара в сферической системе координат. Эта система координат сосредоточена в радаре и выровнена с ориентацией радара на автомобиле, оборудованном датчиком.

Выберите этот параметр, чтобы задать имя шины что блок выходные параметры к базовому рабочему пространству. Задайте это имя в параметре Output bus name.

Имя шины, что блок выходные параметры к базовому рабочему пространству.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Specify output bus name.

Советы

Ссылки

[1] Кузнец, П., Р. Э. Хайатт и Р. Б. Мэк. "Введение в радарные измерения поперечного сечения". Продолжения IEEE. Объем 53, № 8, август 1965, стр 901–920. doi: 10.1109/PROC.1965.4069.

Введенный в R2019b
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте