Вычислите отраженный радиолокационный сигнал от пешехода, движущегося вдоль оси X в сторону от начала координат. РЛС работает на частоте 24 ГГц и находится у истока. Пешеход изначально находится в 100 метрах от радара. Передают линейный ЧМ-сигнал, имеющий ширину полосы 300 МГц. Отраженный сигнал фиксируется в момент, когда пешеход начинает движение и через две секунды входит в движение.

Создайте линейный ЧМ-сигнал и канал свободного пространства для распространения сигнала.

c = physconst('Lightspeed');
bw = 300.0e6;
fs = bw;
fc = 24.0e9;
wav = phased.LinearFMWaveform('SampleRate',fs,'SweepBandwidth',bw);
x = wav();
channel = phased.FreeSpace('OperatingFrequency',fc,'SampleRate',fs, ...
    'TwoWayPropagation',true);

Создайте пешеходный объект. Установить исходное положение пешехода на 100 м по оси Х с начальным курсом по положительному направлению х. Высота пешехода составляет 1,8 м, а пешеход идет со скоростью 0,5 метра в секунду.

pedest = backscatterPedestrian( 'Height',1.8, ...
    'OperatingFrequency',fc,'InitialPosition',[100;0;0], ...
    'InitialHeading',0,'WalkingSpeed',0.5);

Первый вызов move функция возвращает начальное положение, начальную скорость и начальную ориентацию всех сегментов тела, а затем продвигает движение пешехода на две секунды вперед.

[bppos,bpvel,bpax] = move(pedest,2,0);

Передайте первый импульс пешеходу. Создайте 16 копий сигнала и распространите их на позиции сегментов кузова пешехода. Используйте rangeangle для вычисления угла прихода каждой реплики в соответствующем сегменте тела. Затем используйте reflect функция возврата когерентной суммы всех отраженных сигналов от сегментов кузова в исходном положении пешехода.

radarpos = [0;0;0];
xp = channel(repmat(x,1,16),radarpos,bppos,[0;0;0],bpvel);
[~,ang] = rangeangle(radarpos,bppos,bpax);
y0 = reflect(pedest,xp,ang);

Получайте положение, скорость и ориентацию каждого сегмента тела, затем продвигайте движение пешехода еще на две секунды.

[bppos,bpvel,bpax] = move(pedest,2,0);

Передача и распространение второго импульса в новое положение пешехода.

radarpos = [0;0;0];
xp = channel(repmat(x,1,16),radarpos,bppos,[0;0;0],bpvel);
[~,ang] = rangeangle(radarpos,bppos,bpax);
y1 = reflect(pedest,xp,ang);

Фильтр соответствия и график обоих отраженных импульсов. График показывает увеличенную задержку выхода согласованного фильтра по мере ухода пешехода.

filter = phased.MatchedFilter('Coefficients',getMatchedFilter(wav));
ymf = filter([y0 y1]);
t = (0:size(ymf,1)-1)/fs;
plot(t*1e6,abs(ymf))
xlabel('Time (microsec)')
ylabel('Magnitude')
title('Match-Filtered Reflected Signals')
legend('Signal 1','Signal 2')

Увеличьте изображение и покажите временные задержки для каждого сигнала.

plot(t*1e6,abs(ymf))
xlabel('Time (microsec)')
ylabel('Magnitude')
title('Matched-Filtered Reflected Signals')
axis([50.65 50.7 0 .0026])
legend('Signal 1','Signal 2')

Создание пешеходного объекта. Установить исходное положение пешехода на 100 м по оси Х с начальным курсом по положительному направлению х. Высота пешехода составляет 1,8 м, а пешеход идет со скоростью 1,5 метра в секунду.

fc = 24.0e9;
pedest = backscatterPedestrian( 'Height',1.8, ...
    'OperatingFrequency',fc,'InitialPosition',[100;0;0], ...
    'InitialHeading',0,'WalkingSpeed',1.5);

Получение и построение графика детального движения правого и левого нижних плеч пешехода путем фиксации их положения каждые 1/10 секунды.

blla = zeros(3,100);
brla = blla;
t = zeros(1,100);
T = .1;
for k = 1:100
    [bppos,bpvel,bpax] = move(pedest,T,0);
    blla(:,k) = bppos(:,9);
    brla(:,k) = bppos(:,10);
    t(k) = T*(k-1);
end
plot(t,brla(1,:),t,blla(1,:))
title('Pedestrian Arm Motion')
xlabel('Time (sec)')
ylabel('Distance (m)')
legend('Right Lower Arm','Left Lower Arm')

Отображение движения пешехода, идущего по квадратной дорожке. Создание пешехода с помощью backscatterPedestrian объект со значениями по умолчанию, за исключением высоты 1,7 метра. Опередите и отобразите положение пешехода каждые 3 миллисекунды. Сначала пешеход перемещается вдоль положительной оси x, затем вдоль положительной оси y, вдоль отрицательной оси x и, наконец, вдоль отрицательной оси y, чтобы вернуться к начальной точке.

ped = backscatterPedestrian('Height',1.7);
dt = 0.003;
N = 3600;
for m = 1:N
    if (m < N/4)
        angstep = 0.0;
    end
    if (m >= N/4)
        angstep = 90.0;
    end
    if (m >= N/2)
        angstep = 180.0;
    end
    if (m >= 3*N/4)
        angstep = 270.0;
    end
    move(ped,dt,angstep);
    plot(ped)
end