Вероятностная модель радарного датчика в 3D среду симуляции
Automated Driving Toolbox/ 3D
Блок Simulation 3D Probabilistic Radar обеспечивает интерфейс к вероятностному радарному датчику в 3D среде симуляции. Это окружение визуализируется с помощью Unreal Engine® из эпических игр®. Можно задать модель радара и параметры точности, смещения и обнаружения. Блок использует шаг расчета, чтобы захватить радиолокационные обнаружения и выводит список отчетов об обнаружении объектов. Чтобы сконфигурировать вероятностные радиолокационные сигнатуры актёров в 3D окружении на всех радарах в вашей модели, используйте Simulation 3D Probabilistic Radar Configuration блок.
Если вы задаете Sample time -1, блок использует шаг расчета, заданный в блоке Simulation 3D Scene Configuration. Чтобы использовать этот датчик, вы должны включить блок Simulation 3D Scene Configuration в свою модель.
Примечание
Блок Simulation 3D Scene Configuration должен выполняться перед блоком Simulation 3D Probabilistic Radar. Таким образом, окружение визуализации 3D Unreal Engine подготавливает данные до того, как блок Simulation 3D Probabilistic Radar получит их. Чтобы проверить порядок выполнения блока, щелкните правой кнопкой мыши блоки и выберите Properties. На вкладке General подтвердите следующие Priority настройки:
Simulation 3D Scene Configuration — 0
Simulation 3D Probabilistic Radar — 1
Для получения дополнительной информации о порядке выполнения смотрите Как работает нереальная симуляция Engine для автоматического вождения.
Sensor identifier - Уникальный идентификатор датчика1 (по умолчанию) | положительное целое числоУникальный идентификатор датчика, заданный как положительное целое число. В мультисенсорной системе идентификатор датчика различает датчики. Когда вы добавляете новый блок датчика к модели, Sensor identifier этого блока равен N + 1. N является самым высоким значением Sensor identifier среди существующих блоков датчиков в модели.
Пример: 2
Parent name - Имя родительского элемента, на котором установлен датчикScene Origin (по умолчанию) | имя транспортного средстваИмя родительского элемента, на котором установлен датчик, указывается как Scene Origin или как имя транспортного средства в вашей модели. Имена транспортных средств, которые можно выбрать, соответствуют параметрам Name блоков Simulation 3D Vehicle with Ground Following в вашей модели. Если вы выбираете Scene Originблок помещает датчик в источник 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 Parent name Scene Originблок устанавливает датчик в источник сцены. Можно задать Mounting location значение Origin только. Во время симуляции датчик остается стационарным.
Когда Parent name - имя транспортного средства (для примера, SimulinkVehicle1) блок устанавливает датчик в одно из предопределенных мест установки, описанных в таблице. Во время симуляции датчик перемещается вместе с транспортным средством.
| Место установки транспортного средства | Описание | Ориентация относительно источника транспортного средства [крен, тангаж, рыскание] (град.) |
|---|---|---|
Origin | Передний датчик, установленный на источнике 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 | Передний датчик, установленный на переднем бампере
| [0, 0, 0] |
Rear bumper | Обращенный назад датчик, установленный на заднем бампере
| [0, 0, 180] |
Right mirror | Обращенный вниз датчик, установленный на правом боковом зеркале
| [0, –90, 0] |
Left mirror | Обращенный вниз датчик, установленный на левом боковом зеркале
| [0, –90, 0] |
Rearview mirror | Передний датчик, установленный на зеркале заднего вида, внутри транспортного средства
| [0, 0, 0] |
Hood center | Передний датчик, установленный на центре капота
| [0, 0, 0] |
Roof center | Передний датчик, установленный на центре крыши
| [0, 0, 0] |
Крен, тангаж и рыскание положительны по часовой стрелке при взгляде в положительном направлении оси X, оси Y и оси Z, соответственно. При взгляде на транспортное средство от верхней части вниз угол рыскания (то есть угол ориентации) против часовой стрелки-положительный, потому что вы смотрите в отрицательном направлении оси.
Расположение датчика (X, Y, Z) относительно транспортного средства зависит от типа транспортного средства. Чтобы указать тип транспортного средства, используйте параметр Type блока Simulation 3D Vehicle with Ground Following, к которому вы монтируете датчик. Чтобы получить места установки (X, Y, Z) для типа транспортного средства, смотрите страницу с описанием для этого 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 Location выходного порта.
Specify offset - Задайте смещение от места установкиoff (по умолчанию) | onВыберите этот параметр, чтобы задать смещение от места установки с помощью параметров Relative translation [X, Y, Z] (m) и Relative rotation [Roll, Pitch, Yaw] (deg).
Relative translation [X, Y, Z] (m) - Смещение перемещения относительно места установки[0, 0, 0] (по умолчанию) | вектор 1 на 3 с реальным значениемСмещение перемещения относительно места установки датчика, заданное как действительный вектор 1 на 3 вида [X, Y, Z]. Модули измерения указаны в метрах.
Если вы монтируете датчик к транспортному средству путем установки Parent name на имя этого транспортного средства, то X, Y и Z находятся в транспортном средстве системе координат, где:
Ось X указывает вперед от транспортного средства.
Ось Y указывает налево от транспортного средства, если смотреть в прямом направлении транспортного средства.
Ось Z указывает вверх.
Это источник - место установки, заданное в параметре Mounting location. Этот источник отличается от источника транспортного средства, который является геометрическим центром транспортного средства.
Если вы монтируете датчик к источнику сцены путем установки Parent name на Scene Origin, тогда X, Y и Z находятся в мировых координатах сцены.
Для получения дополнительной информации о транспортном средстве и мировых системах координат смотрите Системы координат для Unreal Engine Simulation в Automated Driving Toolbox.
Пример: [0,0,0.01]
Чтобы включить этот параметр, выберите Specify offset.
Relative rotation [Roll, Pitch, Yaw] (deg) - Смещение вращения относительно места установки[0, 0, 0] (по умолчанию) | вектор 1 на 3 с реальным значениемВращательное смещение относительно места установки датчика, заданное как действительный вектор 1 на 3 вида [Roll, тангаж, рыскание]. Крен, тангаж и рыскание являются углами вращения вокруг осей X -, Y- и Z, соответственно. Модули указаны в степенях.
Если вы монтируете датчик к транспортному средству путем установки Parent name на имя этого транспортного средства, то X, Y и Z находятся в транспортном средстве системе координат, где:
Ось X указывает вперед от транспортного средства.
Ось Y указывает налево от транспортного средства, если смотреть в прямом направлении транспортного средства.
Ось Z указывает вверх.
Крен, тангаж и рыскание положительны по часовой стрелке при взгляде в прямом направлении оси X, оси Y и оси Z, соответственно. Если вы просматриваете сцену с 2D перспективы сверху вниз, то угол рыскания (также называемый углом ориентации) будет противоположно часовой стрелке-положителен, потому что вы просматриваете сцену в отрицательном направлении оси Z.
Это источник - место установки, заданное в параметре Mounting location. Этот источник отличается от источника транспортного средства, который является геометрическим центром транспортного средства.
Если вы монтируете датчик к источнику сцены путем установки Parent name на Scene Origin, тогда X, Y и Z находятся в мировых координатах сцены.
Для получения дополнительной информации о транспортном средстве и мировых системах координат смотрите Системы координат для Unreal Engine Simulation в Automated Driving Toolbox.
Пример: [0,0,10]
Чтобы включить этот параметр, выберите Specify offset.
Sample time - Шаг расчета-1 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаШаг расчета блока в секундах, заданная как положительная скалярная величина. Частота систем координат среды симуляции 3D является обратной частотой шага расчета.
Если вы задаете значение шага расчета -1блок наследует свои шаги расчета от блока Simulation 3D Scene Configuration.
Azimuthal resolution of radar (deg) - Азимутальное разрешение радара4 (по умолчанию) | положительный действительный скалярАзимутальное разрешение радара, заданное как положительный действительный скаляр. Разрешение азимута определяет минимальное разделение угла азимута, при котором радар может различать две цели. Разрешение азимута обычно является 3dB-downpoint по углу азимута луча радара. Модули указаны в степенях.
Пример: 6.5
Elevation resolution of radar (deg) - Разрешение по повышению радара10 (по умолчанию) | положительный действительный скалярРазрешение по повышению радара, заданное как положительный действительный скаляр. Разрешение повышения определяет минимальное разделение в угол возвышения, при котором радар может различать две цели. Разрешение по повышению обычно является 3dB-downpoint по углу возвышения луча радара. Модули указаны в степенях.
Пример: 3.5
Чтобы включить этот параметр, на вкладке Parameters, в разделе Radar model, выберите Enable elevation angle measurements.
Range resolution of radar (m) - Разрешение области значений радара2.5 (по умолчанию) | положительный действительный скалярРазрешение области значений радара, заданное как положительный действительный скаляр. Разрешение области значений определяет минимальное разделение в области значений, при которой радар может различать две цели. Модули измерения указаны в метрах.
Пример: 5.0
Range rate resolution of radar (m/s) - Разрешение уровня области значений радара0.5 (по умолчанию) | положительный действительный скалярРазрешение скорости области значений радара, заданное как положительный действительный скаляр. Разрешение уровня области значений определяет минимальное разделение в скорости области значений, с которой радар может различать две цели. Модули указаны в метрах в секунду.
Пример: 0.75
Чтобы включить этот параметр, на вкладке Parameters, в разделе Radar model, выберите Enable range rate measurements.
Fractional azimuthal bias component - Азимутальная фракция смещения0.1 (по умолчанию) | неотрицательным вещественным скаляромАзимутальная фракция смещения радара, заданная как неотрицательный действительный скаляр. Смещение азимута выражается как часть разрешения азимута, заданного в параметре Azimuthal resolution of radar (deg). Модули безразмерны.
Пример: 0.3
Fractional elevation bias component - Фракция смещения по повышению0.1 (по умолчанию) | неотрицательным вещественным скаляромФракция смещения повышения радара, заданная как неотрицательный действительный скаляр. Смещение повышения выражается как часть разрешения повышения, заданного в параметре Elevation resolution of radar (deg). Модули безразмерны.
Пример: 0.2
Чтобы включить этот параметр, на вкладке Parameters, в разделе Radar model, выберите Enable elevation angle measurements.
Fractional range bias component - Область значений дроби смещения0.05 (по умолчанию) | неотрицательным вещественным скаляромФракция смещения области значений радара, заданная как неотрицательный действительный скаляр. Смещение области значений выражается как часть разрешения области значений, заданного в параметре Range resolution of radar (m). Модули безразмерны.
Пример: 0.15
Fractional range rate bias component - Фракция смещения скорости области значений0.05 (по умолчанию) | неотрицательным вещественным скаляромДоля смещения скорости области значений радара, заданная в виде неотрицательного действительного скаляра. Смещение скорости области значений выражается как часть разрешения скорости области значений, заданного в параметре Range rate resolution of radar (m/s). Модули безразмерны.
Пример: 0.2
Чтобы включить этот параметр, на вкладке Parameters, в разделе Radar model, выберите Enable range rate measurements.
Field of view (deg) - Поле зрения[20, 5] (по умолчанию) | положительный вектор 1 на 2 с реальным значениемПоле зрения радара, заданное как положительный реальный вектор 1 на 2 вида [azfov, elfov]. azfov - поле зрения угла азимута. elfov - поле зрения угла возвышения. Поле зрения задает угловую длину, охватываемую датчиком. Каждый компонент должен находиться в интервале (0,180]. Цели вне поля зрения радара не обнаруживаются. Модули указаны в степенях.
Пример: [14 7]
Detection ranges (m) - область значений обнаружения[1, 150] (по умолчанию) | положительный вектор 1 на 2 с реальным значениемОбласть значений обнаружения, в метрах, при котором радар может обнаружить цель.
Чтобы задать только максимальную область значений обнаружения, задайте этот параметр как положительный действительный скаляр. По умолчанию минимальная область значений обнаружения равна 0.
Чтобы задать как минимальную так и максимальную область значений обнаружения, задайте этот параметр как положительный действительный вектор типа 1 на 2 [min, max].
Пример: 250
Range rates (m/s) - Минимальные и максимальные скорости обнаружения области значений[-100, 100] (по умолчанию) | вектор 1 на 2 с реальным значениемМинимальная и максимальная скорости области значений, заданные как реальный вектор 1 на 2. Радар может обнаруживать цели только в пределах этого интервала уровня области значений. Модули указаны в метрах в секунду.
Пример: [-200 200]
Чтобы включить этот параметр, на вкладке Parameters, в разделе Radar model, выберите Enable range rate measurements.
Detection probability - Вероятность того, что радар обнаруживает цель0.9 (по умолчанию) | действительный скаляр в области значений (0, 1]Вероятность того, что радар обнаружит цель, заданную как действительный скаляр в области значений (0, 1]. Эта величина определяет вероятность обнаружения цели, которая имеет радарное сечение, заданное параметром Reference radar cross section (dBsm), в область значений обнаружения ссылки заданной параметром Detection ranges (m).
Пример: 0.95
False alarm rate - Скорость ложного оповещения1e-6 (по умолчанию) | положительный действительный скаляр в области значений [10–7, 10–3]Скорость ложного предупреждения в камере радиолокационного разрешения, заданная как положительный действительный скаляр в области значений [10–7, 10–3]. Модули безразмерны.
Пример: 1e-5
Detection probability range (m): - Контрольная область значений для заданной вероятности обнаружения100 (по умолчанию) | положительный действительный скалярСсылка области значений для заданной вероятности обнаружения, заданной как положительный действительный скаляр. Ссылка является областью значений, в которой радар обнаруживает цели, которые имеют радиолокационное сечение, заданное Reference radar cross section (dBsm), учитывая вероятность обнаружения, заданную Detection probability. Модули измерения указаны в метрах.
Пример: 150
Reference radar cross section (dBsm) - Эталонное радиолокационное сечение для заданной вероятности обнаружения0 (по умолчанию) | неотрицательным вещественным скаляромЭталонное радиолокационное сечение (RCS) для заданной вероятности обнаружения, заданное как неотрицательный действительный скаляр. Радар с вероятностью обнаружения, заданной Detection probability, обнаруживает цели на этом опорном значении RCS. Модули указаны в децибелах на квадратный метр.
Пример: 2.0
Enable elevation angle measurements - Включите радар для измерения повышенияon (по умолчанию) | offВыберите этот параметр, чтобы смоделировать радар, который может измерить углы возвышения цели. Этот параметр включает параметры Elevation resolution of radar (deg) и Fractional elevation bias component.
Enable range rate measurements - Включите радар для измерения скорости области значенийon (по умолчанию) | offВыберите этот параметр, чтобы смоделировать радар, который может измерить скорости области значений. Этот параметр включает параметры Range rate resolution of radar (m/s), Fractional range bias component и Range rates (m/s).
Enable measurement noise - Позволяет добавить шум к измерениям радарного датчикаon (по умолчанию) | offВыберите этот параметр, чтобы добавить шум к измерениям радарного датчика. В противном случае измерения являются бесшумными. The MeasurementNoise свойство каждого обнаружения всегда вычисляется и не зависит от значения, заданного для параметра Measurement noise. Не выбирая этот параметр, можно передать измерения основной истины датчика в блок Multi-Object Tracker.
Enable false detections - Включите сообщение о обнаружении радара ложного оповещенияon (по умолчанию) | offВыберите этот параметр, чтобы включить сообщение о измерениях радара ложного предупреждения. В противном случае сообщается только о фактических обнаружениях.
Random number generator method - Метод установки seed генератора случайных чиселRepeatable (по умолчанию) | Specify seed | Not repeatableМетод для установки seed генератора случайных чисел, заданный как один из опций в таблице.
| Опция | Описание |
|---|---|
Repeatable | Блок генерирует случайный начальный seed для первой симуляции и повторно использует этот seed для всех последующих симуляций. Выберите этот параметр, чтобы сгенерировать повторяемые результаты из модели статистического датчика. Чтобы изменить этот начальный seed, в командной строке MATLAB введите |
Specify seed | Задайте свой собственный случайный начальный seed для воспроизводимых результатов с помощью параметра Specify seed. |
Not repeatable | Блок генерирует новый случайный начальный seed после каждого прогона симуляции. Выберите этот параметр, чтобы сгенерировать неповторимые результаты из модели статистического датчика. |
Initial seed - Начальное значение генератора случайных чисел0 (по умолчанию) | скаляром в области значений [0, 232)Начальное значение генератора случайных чисел, заданное как скаляр в области значений [0, 232)
Пример: 2001
Чтобы включить этот параметр, установите параметр Random number generator method равным Specify seed.
Maximum reported - Максимальное количество зарегистрированных обнаружений50 (по умолчанию) | положительное целое числоМаксимальное количество зарегистрированных обнаружений в виде положительного целого числа. Модули безразмерны.
Пример: 35
Coordinate system - Система координат сообщаемых обнаруженийEgo Cartesian (по умолчанию) | Sensor Cartesian | Sensor sphericalСистема координат сообщаемых обнаружений, заданная в качестве одного из следующих значений:
Ego Cartesian - Радар сообщает о обнаружениях в Декартовой системе координат автомобиль , оборудованный датчиком.
Sensor Cartesian- Радар сообщает о обнаружениях в Декартовой системе координат датчика.
Sensor spherical - Радар сообщает о обнаружениях в сферической системе координат. Эта система координат центрируется у радара и выравнивается с ориентацией радара на автомобиль , оборудованный датчиком.
Specify output bus name - Укажите имя выходной шиныoff (по умолчанию) | onВыберите этот параметр, чтобы задать имя шины, которую блок выводит в базовое рабочее пространство. Задайте это имя в параметре Output bus name.
Output bus name - Имя выходной шиныBusSimulation3DRadarTruthSensor (по умолчанию) | допустимое имя шиныИмя шины, которую блок выводит в базовое рабочее пространство.
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Specify output bus name.
Чтобы визуализировать обнаружения и зоны покрытия датчика, используйте Bird's-Eye Scope. Для получения дополнительной информации смотрите Визуализация данных о датчике из Unreal Engine Simulation Environment.
Поскольку Unreal Engine может занять много времени, чтобы начать между симуляциями, рассмотрите логгирование сигналов, которые выводят датчики. Для получения дополнительной информации смотрите Configure a Signal for Logging (Simulink).
[1] Blacksmith, P., R. E. Hiatt, and R. B. Mack. «Введение в радиолокационные измерения поперечного сечения». Материалы IEEE. Том 53, № 8, Август 1965, стр. 901-920. doi: 10.1109/PROC.1965.4069.
