В этом примере показано, как использовать trackingScenarioDesigner с существующим файлом сеанса. С помощью приложения можно добавлять, изменять или удалять платформы, моностатические радиолокационные датчики и траектории всех объектов сценария. Можно также экспортировать сценарий как сценарий MATLAB для дальнейшего анализа.
Целью отслеживания объекта является определение состояния объекта при наличии нечастых или неопределенных измерений. В случае нескольких объектов алгоритмы отслеживания также должны решать проблему ассоциации данных. Для проверки этих алгоритмов можно использовать сценарий слежения для синтетической генерации реалистичных обнаружений объектов в трехмерной сцене.
В этом примере моделируется сценарий, когда радарная башня, оснащенная моностатическим радиолокационным датчиком, сканирует небо. На расстоянии от датчика два самолета пролетают в непосредственной близости друг от друга на короткое время. Близкое расстояние между траекториями летательных аппаратов и их расстояние от радарной башни ставят под сомнение способность радара надлежащим образом разрешать эти два объекта. Этот сценарий описан более подробно в примере «Отслеживание близко расположенных целей под неоднозначностью».
matfile TSD_TrackingCloselySpacedTargets был ранее сохранен с сеансом сценария отслеживания. Чтобы запустить приложение и загрузить файл сеанса, используйте команду:
trackingScenarioDesigner('TSD_TrackingCloselySpacedTargets.mat')
Приложение открывает и загружает сценарий. Приложение «Дизайнер сценариев отслеживания» состоит из группы инструментов и трех групп документов:
Панели «Свойства платформы» и «Свойства датчика» слева
Холст платформы и холст датчика в центре
Сценарий Вид, показывающий трехмерный вид на мир справа
Выберите красную цветную плоскость, щелкнув ее в Холсте платформы.
Осмотрите его траекторию с помощью таблицы «Траектория» и графика «Время-высота»
На панели свойств (фиолетовый) обратите внимание, что плоскость моделируется как точечный объект, длина, ширина и высота которого равны нулю. По умолчанию его радиолокационное сечение составляет 10 дБсм.
Нажмите кнопку «Таблица траекторий» (красный цвет) на панели инструментов, чтобы отобразить список ППМ для этой плоскости. Таблица траекторий отображается в нижнем центре приложения.
Нажмите кнопку «График высоты времени» (зеленый цвет) на панели инструментов для отображения профиля фасада этой плоскости. График отображается на той же вкладке, что и Холст платформы.
Обратите внимание, что самолет летит на высоте 3000 м со скоростью 83,33 м/с. Продолжительность траектории - 50-е годы.
Далее траекторию можно изменить путем изменения значений параметров в таблице или перетаскивания ППМ на холсте платформы, как показано в GIF ниже.
В оставшейся части этого примера мы используем предопределенную траекторию в файле сеанса.
Выберите платформу башни, щелкнув платформу на холсте платформы или выбрав платформу башни из списка Текущая платформа на вкладке Свойства платформы.
После выбора платформы становятся активными Свойства датчика и Полотно датчика для платформы башни.
Понаблюдайте за свойствами датчика моностатического радара на панели (желтого цвета). РЛС имеет частоту обновления 100 Гц и диапазон обзора 40 градусов по азимуту и 10 градусов по возвышению. Его поле зрения составляет 1,5 град по азимуту и 10 град по отметке. Обратите внимание, что мы используем 10.001 def, чтобы убедиться, что луч не является точно размером диапазона сканирования высоты, и в этом случае радар будет прометаться дважды по высоте.
Обратите внимание, что рамкой платформы по умолчанию является NED (North-East-Down). Кроме того, место установки датчика определяется как X = 0, Y = 0, Z = -15 для обеспечения расположения РЛС в верхней части башни высотой 15 м.
На холсте датчика можно использовать панель инструментов (зеленую) для отображения видов сбоку башни. Оси являются координатами, ориентированными по центру платформы.
Датчик можно перенастроить с помощью панели свойств, а место его установки можно перетащить на холст датчика для грубого редактирования.
Кроме того, можно выбрать новый датчик в галерее панелей инструментов и установить его на башне, либо добавить новую платформу в сцену с помощью галереи платформ, а затем установить на ней новый датчик. Это показано в GIF ниже.
Поскольку этот сценарий уже настроен, следующим шагом является выполнение моделирования для генерации синтезированных радиолокационных обнаружений.
Щелкните Выполнить (Run), чтобы запустить моделирование. Либо используйте раскрывающийся список, чтобы выбрать команду Выполнить без обнаружений (Run Without Detections), чтобы моделировать только истинное состояние земли.
Приложение переходит в режим моделирования, и моделирование начинается автоматически. Вы увидите две плоскости, движущиеся по их траекториям. Когда самолет обнаруживается башней, вы можете увидеть темно-фиолетовый маркер, показанный в момент обнаружения.
Для лучшего наблюдения за сценой можно использовать панель инструментов осей для быстрого перемещения между видами X-Y, X-Z или Y-Z. Кроме того, можно включать и отключать график покрытия датчика, линии траектории, проекцию нулевой плоскости и индикатор ориентации.
.
Чтобы наблюдать за созданием обнаружения при сканировании луча цели, используйте элемент управления воспроизведением, который позволяет приостановить, отойти назад и перейти к моделированию.
Полоса прокрутки времени расположена в нижней части ракурса сценария. Он представляет текущий статус моделирования, а также текущее время отображения.
Синий индикатор хода выполнения показывает ход моделирования данных сценария. Ползунок темно-синего прямоугольника показывает ход анимации сценария.
Прямоугольный ползунок можно перетаскивать назад (влево) или вперед по времени (вправо) в пределах моделируемого временного диапазона.
Пройдите через моделирование и убедитесь, что радар генерирует одно обнаружение для каждого свип-сигнала между t = 19.30 s и t = 20.50 s. Это область неоднозначности, где две плоскости не могут быть разрешены РЛС.
Для просмотра и редактирования кода, используемого для разработки сценария, можно экспортировать сценарий как сценарий MATLAB. Используйте сценарий для добавления трекеров и программного взаимодействия со сценарием.
Нажмите кнопку «Экспорт» для просмотра эквивалентного сценария, создающего сценарий.
После нажатия кнопки «Экспорт» появится сценарий, который можно сохранить в выбранном файле. Текущие углы 3D ракурса представления сценария также экспортируются в сценарий.
После сохранения сценария его можно запустить и наблюдать за графиком анимированного кинотеатра в MATLAB.
Для определения трекера можно добавить следующие команды, как показано в примере «Отслеживание близко расположенных целей под неоднозначностью».
Примечание.Этот код может потребоваться изменить при редактировании или использовании другого сценария.
Сценарий, созданный в конструкторе сценариев отслеживания, содержит несколько комментариев, указывающих, куда добавить дополнительный код.
1) Настройка trackerJPDA
% Configure your tracker here: numTracks = 20; gate = 45; vol = 1e9; beta = 1e-14; pd = 0.8; far = 1e-6; tracker = trackerJPDA(... 'FilterInitializationFcn',@initCVFilter,... 'MaxNumTracks', numTracks, ... 'MaxNumSensors', 1, ... 'AssignmentThreshold',gate, ... 'TrackLogic','Integrated',... 'DetectionProbability', pd, ... 'ClutterDensity', far/vol, ... 'NewTargetDensity', beta,... 'TimeTolerance',0.05);
2) Определение путевого плоттера
% Add a trackPlotter here: trackp = trackPlotter(tp,'DisplayName','Tracks','ConnectHistory','on','ColorizeHistory','on');
3) Определение буфера для обнаружений перед циклом
% Main simulation loop
detBuffer = {};
4) Обновить трекер в цикле
% Update your tracker here: detBuffer = [detBuffer; dets]; %#ok<AGROW> if configs.IsScanDone tracks = tracker(detBuffer,scenario.SimulationTime); pos = getTrackPositions(tracks,[1 0 0 0 0 0; 0 0 1 0 0 0 ; 0 0 0 0 1 0]); labels = string([tracks.TrackID]); detBuffer = {}; end
4) Обновить плоттер дорожки
% Update the trackPlotter here: if configs.IsScanDone trackp.plotTrack(pos,labels); end
Просмотрите анимацию отслеживания, повторно выполнив сценарий с указанными выше дополнениями. Теперь вы будете визуализировать дорожки двух плоскостей.
В этом примере для загрузки файла сеанса сценария отслеживания использовалось приложение «Дизайнер сценариев отслеживания». Также были изучены способы навигации по приложению и моделирование сценария. По сценарию два самолета обнаруживаются одной РЛС. В течение части времени два самолета находятся так близко, что радар не может их разрешить. Было показано, как экспортировать сценарий в сценарий MATLAB для повторного запуска моделирования и как изменить сценарий для добавления JPDA-трекера.