Формирование радиолокационных обнаружений для сценария слежения
monostaticRadarSensor не рекомендуется, если не требуется создание кода C/C + +. ИспользоватьfusionRadarSensor вместо этого. Дополнительные сведения см. в разделе Вопросы совместимости.
monostaticRadarSensor Система object™ формирует обнаружения целей с помощью моностатического сканирующего радиолокатора наблюдения. Вы можете использовать monostaticRadarSensor объект в сценарии, содержащем движущиеся и стационарные платформы, такие как созданная с помощью trackingScenario. monostaticRadarSensor объект может моделировать реальные обнаружения с добавлением случайного шума, а также генерировать ложные аварийные обнаружения. Кроме того, можно использовать обнаружения, созданные этим объектом, в качестве входных данных для трекеров, таких как trackerGNN или trackerTOMHT.
Этот объект позволяет настроить сканирующий радар. Сканирующий радар изменяет угол своего взгляда, ступенчато изменяя механическое и электронное положение луча с приращениями углового пролета, указанного в FieldOfView собственность. РЛС сканирует общую область по азимуту и высоте, определяемой пределами механического и электронного обзора РЛС, MechanicalScanLimits и ElectronicScanLimits. Если для пределов сканирования по азимуту или отметке установлено значение [0 0], то сканирование не выполняется вдоль этого размера для данного режима сканирования. Если максимальная механическая скорость сканирования для азимута или отметки установлена равной нулю, то вдоль этого размера механического сканирования не выполняется.
Используя одноэкспоненциальный режим, радар вычисляет отклонения дальности и высоты, вызванные распространением через тропосферу. Смещение по дальности означает, что измеренные дальности превышают дальность прямой видимости до цели. Смещение по отметке означает, что измеренные отметки превышают их истинные отметки. Смещения больше, когда траектория линии визирования между РЛС и целью проходит через более низкие высоты, поскольку атмосфера толще.
Для формирования радиолокационных обнаружений:
Создать monostaticRadarSensor и задайте его свойства.
Вызовите объект с аргументами, как если бы это была функция.
Дополнительные сведения о работе системных объектов см. в разделе Что такое системные объекты?.
sensor = monostaticRadarSensor(SensorIndex)SensorIndexи значения свойств по умолчанию.
sensor = monostaticRadarSensor(SensorIndex,Name,Value)monostaticRadarSensor(1,'DetectionCoordinates','Sensor rectangular') создает генератор радиолокационного обнаружения, который сообщает об обнаружениях в декартовой системе координат датчика с индексом датчика, равным 1.
sensor = monostaticRadarSensor(SensorIndex,'No scanning')monostaticRadarSensor это указывает только вдоль направления визирования антенны РЛС. Механическое или электронное сканирование не выполняется. Этот синтаксис задает ScanMode свойство для 'No scanning'.
sensor = monostaticRadarSensor(SensorIndex,'Raster')monostaticRadarSensor объект, который механически сканирует растровый массив. Растровый пролет 90 ° по азимуту от -45 ° до + 45 ° и по отметке от горизонта до 10 ° над горизонтом. Свойства, задаваемые этим синтаксисом, см. в разделе Синтаксис удобства.
sensor = monostaticRadarSensor(SensorIndex,'Rotator')monostaticRadarSensor объект, который механически сканирует 360 ° по азимуту путем механического вращения антенны с постоянной скоростью. При установкеHasElevation кому trueрадиолокационная антенна механически указывает в сторону центра поля зрения возвышения. Свойства, задаваемые этим синтаксисом, см. в разделе Синтаксис удобства.
sensor = monostaticRadarSensor(SensorIndex,'Sector')monostaticRadarSensor объект, механически сканирующий сектор азимута 90 ° от -45 ° до + 45 °. НастройкаHasElevation кому true указывает радиолокационную антенну в сторону центра поля зрения отметки. Вы можете изменить ScanMode кому 'Electronic' для электронного сканирования одного и того же сектора азимута. В этом случае антенна механически не наклоняется при сканировании электронного сектора. Вместо этого балки складываются электронным способом для обработки всей высоты, охватываемой пределами сканирования, в одном положении. Свойства, задаваемые этим синтаксисом, см. в разделе Синтаксис удобства.
dets = sensor(targets,interference,simTime)interference.
Чтобы включить этот синтаксис, установите HasInterference свойство для true.
Чтобы использовать функцию объекта, укажите объект System в качестве первого входного аргумента. Например, для освобождения системных ресурсов объекта System с именем obj, используйте следующий синтаксис:
release(obj)
Смоделировать сценарий радара.
sc = trackingScenario('UpdateRate',1);Создать диспетчерскую вышку аэропорта с радиолокатором наблюдения, расположенным в 15 метрах над землей. РЛС вращается при 12,5 об/мин и поле ее обзора по азимуту составляет 5 градусов, а поле ее обзора по отметке - 10 градусов.
rpm = 12.5; fov = [5;10]; % [azimuth; elevation] scanrate = rpm*360/60; updaterate = scanrate/fov(1) % Hz
updaterate = 15
radar = monostaticRadarSensor(1,'Rotator', ... 'UpdateRate',updaterate, ... 'MountingLocation',[0 0 -15], ... 'MaxMechanicalScanRate',scanrate, ... 'FieldOfView',fov, ... 'AzimuthResolution',fov(1)); towermotion = kinematicTrajectory('SampleRate',1,'Position',[0 0 0],'Velocity',[0 0 0]); tower = platform(sc,'ClassID',1,'Trajectory',towermotion); aircraft1motion = kinematicTrajectory('SampleRate',1,'Position',[10000 0 1000],'Velocity',[-100 0 0]); aircraft1 = platform(sc,'ClassID',2,'Trajectory',aircraft1motion); aircraft2motion = kinematicTrajectory('SampleRate',1,'Position',[5000 5000 200],'Velocity',[100 100 0]); aircraft2 = platform(sc,'ClassID',2,'Trajectory',aircraft2motion);
Выполните 5 сканирований.
detBuffer = {};
scanCount = 0;
while advance(sc)
simTime = sc.SimulationTime;
targets = targetPoses(tower);
[dets,numDets,config] = radar(targets,simTime);
detBuffer = [detBuffer;dets];
if config.IsScanDone
scanCount = scanCount + 1;
if scanCount == 5;
break;
end
end
endОбнаружение на графике
tp = theaterPlot; clrs = lines(3); rp = platformPlotter(tp,'DisplayName','Radar','Marker','s',... 'MarkerFaceColor',clrs(1,:)); pp = platformPlotter(tp,'DisplayName','Truth',... 'MarkerFaceColor',clrs(2,:)); dp = detectionPlotter(tp,'DisplayName','Detections',... 'MarkerFaceColor',clrs(3,:)); plotPlatform(rp,[0 0 0]) plotPlatform(pp,[targets(1).Position; targets(2).Position]) if ~isempty(detBuffer) detPos = cellfun(@(d)d.Measurement(1:3),detBuffer,... 'UniformOutput',false); detPos = cell2mat(detPos')'; plotDetection(dp,detPos) end
Датчик измеряет координаты цели. Measurement и MeasurementNoise значения сообщаются в системе координат, указанной DetectionCoordinates свойство датчика.
Когда DetectionCoordinates свойство - 'Scenario', 'Body', или 'Sensor rectangular', Measurement и MeasurementNoise значения сообщаются в прямоугольных координатах. Скорости сообщаются только в том случае, если свойство rate range, HasRangeRateявляется true.
Когда DetectionCoordinates свойство - 'Sensor spherical', Measurement и MeasurementNoise значения сообщаются в сферической системе координат, полученной из прямоугольной системы координат датчика. Отметка и дальность отображаются только в том случае, если HasElevation и HasRangeRate являются true.
Измерения упорядочиваются как [азимут, отметка, диапазон, дальность]. Отчетность по отметке и дальности зависит от соответствующего HasElevation и HasRangeRate значения свойств. Углы находятся в степенях, диапазон находится в метрах, и уровень диапазона находится в метрах в секунду.
Координаты измерений
| DetectionCoordinates | Координаты измерения и шума | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
'Scenario' | Зависимость координат от
| |||||||||||||||
'Body' | ||||||||||||||||
'Sensor rectangular' | ||||||||||||||||
'Sensor spherical' | Зависимость координат от
|
MeasurementParameters свойство состоит из массива структур, описывающих последовательность преобразований координат из дочернего кадра в родительский кадр или обратные преобразования (см. Поворот кадра). В большинстве случаев самой длинной требуемой последовательностью преобразований является сценарий Sensor → Platform →.
Если о обнаружениях сообщается в сферических координатах датчика и HasINS имеет значение false, то последовательность состоит только из одного преобразования от датчика к платформе. В преобразовании, OriginPosition совпадает с MountingLocation свойство датчика. Orientation состоит из двух последовательных вращений. Первый поворот, соответствующий MountingAngles свойство датчика, учитывает поворот от рамы платформы (P) к монтажной раме датчика (M). Второй поворот, соответствующий азимуту и углам возвышения датчика, учитывает поворот от монтажной рамы (М) датчика к сканирующей раме (S) датчика. В S-образной раме направление x является направлением визирования, а направление y лежит в плоскости x-y монтажной рамы датчика (М).
Если HasINS является true, последовательность преобразований состоит из двух преобразований - сначала формируют кадр сценария к кадру платформы, затем от кадра платформы к кадру сканирования датчика. В первом преобразовании, Orientation - поворот от кадра сценария к каркасу платформы, и OriginPosition - положение начала кадра платформы относительно кадра сценария.
Тривиально, если об обнаружениях сообщается в прямоугольных координатах платформы и HasINS имеет значение falseпреобразование состоит только из идентичности.
Поля MeasurementParameters показаны здесь. Не все поля должны присутствовать в структуре. Набор полей и их значения по умолчанию могут зависеть от типа датчика.
| Область | Описание |
Frame | Перечисляемый тип, указывающий кадр, используемый для отчета об измерениях. Когда о обнаружениях сообщается с помощью прямоугольной системы координат, |
OriginPosition | Смещение положения начала дочернего кадра относительно родительского кадра, представляемого вектором 3 на 1. |
OriginVelocity | Смещение по скорости начала дочернего кадра относительно родительского кадра, представляемое вектором 3 на 1. |
Orientation | Матрица вращения ортонормированного кадра с 3 на 3 действительными значениями. Направление вращения зависит от |
IsParentToChild | Логический скаляр, указывающий, если |
HasElevation | Логический скаляр, указывающий, включена ли отметка в измерение. Для измерений, представленных в прямоугольной рамке, и если |
HasAzimuth | Логический скаляр, указывающий, включен ли азимут в измерение. |
HasRange | Логический скаляр, указывающий, включен ли диапазон в измерение. |
HasVelocity | Логический скаляр, указывающий, включают ли сообщаемые обнаружения измерения скорости. Для измерений в прямоугольной рамке, если |
Атрибуты объекта содержат дополнительную информацию об обнаружении:
| Признак | Описание |
TargetIndex | Идентификатор платформы, |
SNR | Определение отношения сигнал/шум в дБ. |