Вероятностная модель радиолокационного датчика в среде моделирования 3D
Автоматизированная панель инструментов вождения/ 3D моделирования
Блок имитационного 3D вероятностного радара обеспечивает интерфейс с вероятностным радиолокационным датчиком в среде 3D моделирования. Эта среда визуализируется с помощью Unreal Engine ® от Epic Games ®. Можно указать модель радара и параметры точности, смещения и обнаружения. Блок использует время выборки для захвата радиолокационных обнаружений и выводит список отчетов об обнаружении объектов. Чтобы настроить вероятностные радиолокационные сигнатуры субъектов в среде 3D для всех радаров в модели, используйте блок Simulation 3D Probabilistic Radar Configuration.
Если для параметра Sample time установлено значение -1блок использует время выборки, указанное в блоке «Моделирование» 3D «Конфигурация сцены». Чтобы использовать этот датчик, необходимо включить в модель блок «Моделирование» 3D «Конфигурация сцены».
Примечание
Блок Simulation 3D Scene Configuration должен выполняться перед блоком Simulation 3D Probabilistic Radar. Тем путем Нереальный Двигатель, 3D окружающая среда визуализации готовит данные перед Моделированием 3D Вероятностный Радарный блок, получает его. Чтобы проверить порядок выполнения блока, щелкните его правой кнопкой мыши и выберите «Свойства». На вкладке Общие подтвердите следующие параметры приоритета:
Моделирование 3D Конфигурация сцены - 0
Имитационный 3D вероятностный радар - 1
Дополнительные сведения о порядке выполнения см. в разделе Как работает моделирование нереального двигателя для автоматического вождения.
Sensor identifier - Уникальный идентификатор датчика1 (по умолчанию) | положительное целое числоУникальный идентификатор датчика, указанный как положительное целое число. В мультисенсорной системе идентификатор датчика различает датчики. При добавлении нового блока датчика в модель идентификатор датчика этого блока будет N + 1. N - наибольшее значение идентификатора датчика среди существующих блоков датчиков в модели.
Пример: 2
Parent name - Наименование родителя, на котором установлен датчикScene Origin (по умолчанию) | название транспортного средстваИмя родителя, к которому подключен датчик, указанное как Scene Origin или как название транспортного средства в модели. Имена транспортных средств, которые можно выбрать, соответствуют параметрам «Имя» (Name) блока «Моделирование транспортного средства» (Simulation) 3D «Транспортное Средство» (Vehicle) с блоками «Следование по земле» (Ground Foll При выборе Scene Originблок размещает датчик в начале сцены.
Пример: SimulinkVehicle1
Mounting location - Место установки датчикаOrigin (по умолчанию) | Front bumper | Rear bumper | Right mirror | Left mirror | Rearview mirror | Hood center | Roof centerМесто установки датчика.
Когда имя родителя равно Scene Originблок устанавливает датчик в начало сцены. Расположение монтажа можно установить равным Origin только. Во время моделирования датчик остается неподвижным.
Если Parent name - имя транспортного средства (например, SimulinkVehicle1) блок устанавливает датчик в одно из предварительно определенных мест установки, описанных в таблице. Во время моделирования датчик перемещается вместе с транспортным средством.
| Место установки транспортного средства | Описание | Ориентация относительно начала координат транспортного средства [крен, шаг, рыскание] (град.) |
|---|---|---|
Origin | Датчик, установленный на начало координат транспортного средства, находящегося на земле, в геометрическом центре транспортного средства (см. «Системы координат для имитации нереального двигателя в автоматизированной панели инструментов вождения»)
| [0, 0, 0] |
Front bumper | Датчик, установленный на переднем бампере
| [0, 0, 0] |
Rear bumper | Датчик, обращенный назад, установленный на заднем бампере
| [0, 0, 180] |
Right mirror | Датчик, обращенный вниз, установленный на правом зеркале бокового обзора
| [0, –90, 0] |
Left mirror | Обращенный вниз датчик, установленный на левом зеркале бокового обзора
| [0, –90, 0] |
Rearview mirror | Датчик, обращенный вперед, установленный на зеркале заднего вида внутри транспортного средства
| [0, 0, 0] |
Hood center | Датчик, установленный в центре капота
| [0, 0, 0] |
Roof center | Датчик, обращенный вперед, установленный в центре крыши
| [0, 0, 0] |
Крен, шаг и рыскание являются положительными по часовой стрелке, если смотреть в положительном направлении по осям X, Y и Z соответственно. При взгляде на транспортное средство сверху вниз угол рыскания (то есть угол ориентации) против часовой стрелки-положительный, потому что вы смотрите в отрицательном направлении оси.
Расположение (X, Y, Z) датчика относительно транспортного средства зависит от типа транспортного средства. Чтобы указать тип транспортного средства, используйте параметр Тип (Type) блока Имитация транспортного средства со следом за землей (Simulation 3D Vehicle with Ground Following), к которому монтируется датчик. Для получения информации о местах установки (X, Y, Z) для типа транспортного средства см. справочную страницу для данного 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 проверьте данные из выходного порта Location.
Specify offset - Указать смещение от места монтажаoff (по умолчанию) | onВыберите этот параметр, чтобы задать смещение от места установки с помощью параметров относительного перемещения [X, Y, Z] (m) и относительного поворота [Roll, Pitch, Yaw] (o).
Relative translation [X, Y, Z] (m) - Смещение перемещения относительно места монтажа[0, 0, 0] (по умолчанию) | действительный вектор 1 на 3Смещение перемещения относительно места установки датчика, определяемое как действительный вектор 1 на 3 вида [X, Y, Z]. Единицы в метрах.
Если установить датчик на транспортное средство, установив для параметра Имя родителя (Parent name) имя этого транспортного средства, то X, Y и Z находятся в системе координат транспортного средства, где:
Ось X указывает вперед от транспортного средства.
Ось Y указывает влево от транспортного средства, если смотреть в направлении вперед.
Ось Z указывает вверх.
Исходная точка - это место установки, указанное в параметре Место установки. Эта точка отсчета отличается от точки отсчета транспортного средства, которая является геометрическим центром транспортного средства.
Если установить датчик в начало координат сцены, установив для параметра «Родительское имя» значение Scene Originзатем X, Y и Z находятся в мировых координатах сцены.
Дополнительные сведения о системах координат транспортного средства и мира см. в разделе Системы координат для моделирования нереального двигателя в автоматизированной панели инструментов вождения.
Пример: [0,0,0.01]
Чтобы включить этот параметр, выберите Задать смещение (Specify offset).
Relative rotation [Roll, Pitch, Yaw] (deg) - Угловое смещение относительно места установки[0, 0, 0] (по умолчанию) | действительный вектор 1 на 3Смещение вращения относительно места установки датчика, определяемое как действительный вектор 1 на 3 формы [Roll, Pitch, Yaw]. Крен, шаг и рыскание - это углы поворота вокруг осей X, Y и Z. Единицы измерения в градусах.
Если установить датчик на транспортное средство, установив для параметра Имя родителя (Parent name) имя этого транспортного средства, то X, Y и Z находятся в системе координат транспортного средства, где:
Ось X указывает вперед от транспортного средства.
Ось Y указывает влево от транспортного средства, если смотреть в направлении вперед.
Ось Z указывает вверх.
Крен, шаг и рыскание являются положительными по часовой стрелке при взгляде в направлении вперед по осям X, Y и Z соответственно. При просмотре сцены с 2D перспективы сверху вниз угол рыскания (также называемый углом ориентации) является положительным против часовой стрелки, так как вы просматриваете сцену в отрицательном направлении оси Z.
Исходная точка - это место установки, указанное в параметре Место установки. Эта точка отсчета отличается от точки отсчета транспортного средства, которая является геометрическим центром транспортного средства.
Если установить датчик в начало координат сцены, установив для параметра «Родительское имя» значение Scene Originзатем X, Y и Z находятся в мировых координатах сцены.
Дополнительные сведения о системах координат транспортного средства и мира см. в разделе Системы координат для моделирования нереального двигателя в автоматизированной панели инструментов вождения.
Пример: [0,0,10]
Чтобы включить этот параметр, выберите Задать смещение (Specify offset).
Sample time - Время выборки-1 (по умолчанию) | положительный скалярВремя выборки блока в секундах, указанное как положительный скаляр. Частота кадров среды моделирования 3D является обратной времени выборки.
Если задать время выборки равным -1блок наследует время выборки из блока «Моделирование» 3D «Конфигурация сцены».
Azimuthal resolution of radar (deg) - Азимутальное разрешение РЛС4 (по умолчанию) | положительный вещественный скалярАзимутальное разрешение РЛС, определяемое как положительный действительный скаляр. Разрешение по азимуту определяет минимальное разделение по азимутальному углу, при котором РЛС может различать две цели. Разрешение по азимуту обычно является 3dB-downpoint ширины луча угла азимута радара. Единицы измерения в градусах.
Пример: 6.5
Elevation resolution of radar (deg) - Разрешение РЛС по высоте10 (по умолчанию) | положительный вещественный скалярРазрешающая способность РЛС по высоте, заданная как положительный реальный скаляр. Разрешение возвышения определяет минимальное разделение по углу возвышения, при котором РЛС может различать две цели. Разрешение возвышения обычно представляет собой 3dB-downpoint по ширине луча угла возвышения радара. Единицы измерения в градусах.
Пример: 3.5
Чтобы включить этот параметр, на вкладке Параметры (Parameters) в разделе Модель радара (Radar model) выберите Включить измерения угла возвышения (Enable elevation angle measurements).
Range resolution of radar (m) - Разрешающая способность РЛС по дальности2.5 (по умолчанию) | положительный вещественный скалярРазрешение дальности РЛС, определяемое как положительный действительный скаляр. Разрешение дальности определяет минимальное разделение по дальности, при котором радар может различать две цели. Единицы в метрах.
Пример: 5.0
Range rate resolution of radar (m/s) - Разрешающая способность РЛС по дальности0.5 (по умолчанию) | положительный вещественный скалярДальномерное разрешение РЛС, определяемое как положительный действительный скаляр. Разрешение скорости дальности определяет минимальное разделение в скорости дальности, при котором радар может различать две цели. Единицы измерения в метрах в секунду.
Пример: 0.75
Чтобы включить этот параметр, на вкладке Параметры (Parameters) в разделе Модель радара (Radar model) выберите Включить измерения скорости диапазона (Enable range rate measurements).
Fractional azimuthal bias component - Фракция смещения азимута0.1 (по умолчанию) | неотрицательный вещественный скалярАзимутальная доля смещения РЛС, заданная как неотрицательный действительный скаляр. Азимутальное смещение выражается как доля азимутального разрешения, указанного в азимутальном разрешении параметра РЛС (град.). Единицы измерения безразмерны.
Пример: 0.3
Fractional elevation bias component - Фракция смещения по высоте0.1 (по умолчанию) | неотрицательный вещественный скалярДоля смещения по высоте РЛС, определяемая как неотрицательный действительный скаляр. Смещение по отметке выражается как доля от разрешения по отметке, указанного в параметре Разрешение по отметке РЛС (град.). Единицы измерения безразмерны.
Пример: 0.2
Чтобы включить этот параметр, на вкладке Параметры (Parameters) в разделе Модель радара (Radar model) выберите Включить измерения угла возвышения (Enable elevation angle measurements).
Fractional range bias component - Фракция смещения диапазона0.05 (по умолчанию) | неотрицательный вещественный скалярДоля смещения дальности РЛС, определяемая как неотрицательный действительный скаляр. Смещение по дальности выражается как доля разрешения по дальности, указанного в параметре Разрешение по дальности РЛС (м). Единицы измерения безразмерны.
Пример: 0.15
Fractional range rate bias component - Фракция смещения скорости диапазона0.05 (по умолчанию) | неотрицательный вещественный скалярДальномерная доля смещения РЛС, заданная как неотрицательный действительный скаляр. Смещение скорости диапазона выражается как доля разрешения скорости диапазона, указанного в параметре разрешения скорости диапазона РЛС (м/с). Единицы измерения безразмерны.
Пример: 0.2
Чтобы включить этот параметр, на вкладке Параметры (Parameters) в разделе Модель радара (Radar model) выберите Включить измерения скорости диапазона (Enable range rate measurements).
Field of view (deg) - Поле зрения[20, 5] (по умолчанию) | положительный действительный вектор 1 на 2Поле зрения РЛС, определяемое как положительный действительный вектор 1 на 2 вида [azfov, elfov]. azfov - поле обзора угла азимута. elfov - поле обзора угла возвышения. Поле зрения определяет угловую протяженность, охватываемую датчиком. Каждый компонент должен находиться в интервале (0,180]. Цели вне поля зрения РЛС не обнаружены. Единицы измерения в градусах.
Пример: [14 7]
Detection ranges (m) - Диапазон обнаружения[1, 150] (по умолчанию) | положительный действительный вектор 1 на 2Дальность обнаружения, в метрах, на которой радар может обнаружить цель.
Чтобы задать только максимальный диапазон обнаружения, укажите этот параметр как положительный действительный скаляр. По умолчанию минимальный диапазон обнаружения равен 0.
Чтобы задать минимальный и максимальный диапазоны обнаружения, укажите этот параметр как положительный действительный вектор 1 на 2 формы [min, max].
Пример: 250
Range rates (m/s) - Минимальная и максимальная дальность обнаружения[-100, 100] (по умолчанию) | действительный вектор 1 на 2Минимальная и максимальная дальность обнаружения, заданная как действительный вектор 1 на 2. РЛС может обнаруживать цели только в пределах этого интервала дальности. Единицы измерения в метрах в секунду.
Пример: [-200 200]
Чтобы включить этот параметр, на вкладке Параметры (Parameters) в разделе Модель радара (Radar model) выберите Включить измерения скорости диапазона (Enable range rate measurements).
Detection probability - Вероятность обнаружения цели РЛС0.9 (по умолчанию) | вещественный скаляр в диапазоне (0, 1]Вероятность того, что радар обнаружит цель, заданную как действительный скаляр в диапазоне (0, 1]. Эта величина определяет вероятность обнаружения цели, имеющей сечение РЛС, заданное параметром Эталонное сечение РЛС (dBsm), на эталонной дальности обнаружения, заданной параметром Диапазоны обнаружения (m).
Пример: 0.95
False alarm rate - Частота ложных аварийных сигналов1e-6 (по умолчанию) | положительный действительный скаляр в диапазоне [10-7, 10-3]Частота ложных аварийных сигналов в ячейке разрешения радара, заданная как положительный действительный скаляр в диапазоне [10-7, 10-3]. Единицы измерения безразмерны.
Пример: 1e-5
Detection probability range (m): - Эталонный диапазон для данной вероятности обнаружения100 (по умолчанию) | положительный вещественный скалярОпорный диапазон для данной вероятности обнаружения, определяемый как положительный действительный скаляр. Опорная дальность - это дальность, на которой РЛС обнаруживает цели, имеющие сечение РЛС, определенное сечением РЛС (дБсм), с учетом вероятности обнаружения, заданной вероятностью обнаружения. Единицы в метрах.
Пример: 150
Reference radar cross section (dBsm) - Эталонное сечение РЛС для заданной вероятности обнаружения0 (по умолчанию) | неотрицательный вещественный скалярЭталонное сечение РЛС (RCS) для заданной вероятности обнаружения, определяемой как неотрицательный действительный скаляр. РЛС с вероятностью обнаружения, заданной вероятностью обнаружения, обнаруживает цели при этом опорном значении RCS. Единицы измерения в децибелах на квадратный метр.
Пример: 2.0
Enable elevation angle measurements - Включить РЛС для измерения отметкиon (по умолчанию) | offВыберите этот параметр для моделирования РЛС, которая может измерять углы места цели. Этот параметр включает разрешение по отметке радара (град.) и параметры компонента смещения по дробной отметке.
Enable range rate measurements - Включить РЛС для измерения дальностиon (по умолчанию) | offВыберите этот параметр, чтобы смоделировать радар, который может измерять скорости целевого диапазона. Этот параметр включает разрешение скорости диапазона радара (м/с), компонент смещения дробного диапазона и параметры скорости диапазона (м/с).
Enable measurement noise - Включить добавление шума к измерениям радиолокационных датчиковon (по умолчанию) | offВыберите этот параметр для добавления шума к измерениям радиолокационного датчика. В противном случае измерения не содержат шума. MeasurementNoise свойство каждого обнаружения всегда вычисляется и не зависит от значения, заданного для параметра «Шум измерения». Если этот параметр не выбран, можно передать измерения истинности земли датчика в блок Multi-Object Tracker.
Enable false detections - Включить сообщение о ложных обнаружениях радиолокатораon (по умолчанию) | offВыберите этот параметр, чтобы включить сообщение о ложных аварийных радиолокационных измерениях. В противном случае сообщается только о фактических обнаружениях.
Random number generator method - Метод установки начального значения генератора случайных чиселRepeatable (по умолчанию) | Specify seed | Not repeatableМетод установки начального значения генератора случайных чисел, указанного как один из параметров в таблице.
| Выбор | Описание |
|---|---|
Repeatable | Блок генерирует случайное начальное начальное число для первого моделирования и повторно использует это начальное число для всех последующих моделирований. Выберите этот параметр для создания воспроизводимых результатов из статистической модели датчика. Для изменения начального начального значения в командной строке MATLAB введите |
Specify seed | Укажите собственное произвольное начальное значение для воспроизводимых результатов с помощью параметра Указать начальное значение (Specify seed). |
Not repeatable | Блок генерирует новое случайное начальное начальное значение после каждого прогона моделирования. Выберите этот параметр, чтобы создать неповторяемые результаты из статистической модели датчика. |
Initial seed - Начальное число генератора случайных чисел0 (по умолчанию) | скаляр в диапазоне [0, 232)Начальное число генератора случайных чисел, указанное как скаляр в диапазоне [0, 232)
Пример: 2001
Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра метода генератора случайных чисел значение Specify seed.
Maximum reported - Максимальное количество зарегистрированных обнаружений50 (по умолчанию) | положительное целое числоМаксимальное число обнаружений, указанное как положительное целое число. Единицы измерения безразмерны.
Пример: 35
Coordinate system - Система координат сообщаемых обнаруженийEgo Cartesian (по умолчанию) | Sensor Cartesian | Sensor sphericalСистема координат сообщаемых обнаружений, заданная как одно из следующих значений:
Ego Cartesian - Радар сообщает об обнаружениях в декартовой системе координат эго-транспортного средства.
Sensor Cartesian- Радар сообщает об обнаружениях в декартовой системе координат датчика.
Sensor spherical - Радар сообщает об обнаружениях в сферической системе координат. Эта система координат центрирована на радаре и совмещена с ориентацией радара на эго-транспортном средстве.
Specify output bus name - Укажите имя выходной шиныoff (по умолчанию) | onВыберите этот параметр, чтобы указать имя шины, выводимой блоком в базовое рабочее пространство. Укажите это имя в параметре Имя шины вывода.
Output bus name - Наименование выходной шиныBusSimulation3DRadarTruthSensor (по умолчанию) | допустимое имя шиныИмя шины, выводимой блоком в базовое рабочее пространство.
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Specify output bus name.
Для визуализации обнаружений и зон действия датчиков используйте область действия «Птичий глаз». Дополнительные сведения см. в разделе Визуализация данных датчиков из среды моделирования Unreal Engine.
Поскольку запуск Unreal Engine может занять много времени между моделированиями, рассмотрите возможность регистрации сигналов, выводимых датчиками. Дополнительные сведения см. в разделе Настройка сигнала для регистрации (Simulink).
[1] Кузнец, П., Р. Э. Хиатт и Р. Б. Мак. «Введение в измерения сечения РЛС». Процедуры IEEE. Том 53, № 8, август 1965, стр. 901-920. дои: 10.1109/PROC.1965.4069.
