Модель датчика Лидара в 3D среду симуляции
БПЛА Toolbox/Simulation 3D
Блок Simulation 3D Lidar обеспечивает интерфейс к датчику лидара в 3D среде симуляции. Это окружение визуализируется с помощью Unreal Engine® из эпических игр®. Блок возвращает облако точек с заданным полем зрения и угловым разрешением. Можно также выводить расстояния от датчика до точек объекта. В сложение можно вывести местоположение и ориентацию датчика в мировой системе координат сцены.
Если вы задаете Sample time -1, блок использует шаг расчета, заданный в блоке Simulation 3D Scene Configuration. Чтобы использовать этот датчик, убедитесь, что блок Simulation 3D Scene Configuration находится в вашей модели.
Примечание
Блок Simulation 3D Scene Configuration должен выполняться перед блоком Simulation 3D Lidar. Таким образом, окружение визуализации 3D Unreal Engine подготавливает данные до того, как блок Simulation 3D Lidar 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 Lidar — 1
Для получения дополнительной информации о поручении на выполнение смотрите Блочный порядок выполнения.
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) | vehicle nameИмя 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 в вашей модели. Если вы выбираете Scene Originблок помещает датчик в источник сцены.
Пример: SimulinkVehicle1
Mounting location - Место установки датчикаOrigin (по умолчанию)Место установки датчика.
Когда Parent name Scene Originблок устанавливает датчик в источник сцены, и Mounting location можно установить на 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
| [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, тогда 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 задать тип транспортного средства, используйте параметр Type блока Simulation 3D UAV Vehicle, к которому вы монтируете. 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, когда обращена вперед.
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 Симуляция в UAV 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, когда обращена вперед.
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 перспективой сверху вниз, то угол рыскания (также называемый углом ориентации) является противоположным часовой стрелке-положительным, 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 Симуляция в UAV 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.
Detection range (m) - Максимальное расстояние, измеренное датчиком лидара120 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаМаксимальное расстояние, измеренное датчиком лидара, задается как положительная скалярная величина. Точки за пределами этой области значений игнорируются. Модули измерения указаны в метрах.
Range resolution (m) - Разрешение области значений датчиков лидара0.002 (по умолчанию) | положительный действительный скалярРазрешение области значений датчиков лидара, в метрах, задается как положительный действительный скаляр. Разрешение области значений также известно как quantization factor. Минимальное значение этого фактора находится D диапазоне/224, где D область значений является максимальным расстоянием, измеренным датчиком лидара, как задано в параметре Detection range (m) .
Vertical field of view (deg) - Вертикальное поле зрения 40 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаВертикальное поле зрения датчика лидара, заданное как положительная скалярная величина. Модули указаны в степенях.
Vertical resolution (deg) - Вертикальное угловое разрешение1.25 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаВертикальное угловое разрешение датчика лидара, заданное как положительная скалярная величина. Модули указаны в степенях.
Horizontal field of view (deg) - Горизонтальное поле зрения360 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаГоризонтальное поле зрения датчика лидара, заданное как положительная скалярная величина. Модули указаны в степенях.
Horizontal resolution (deg) - Горизонтальное угловое (азимутальное) разрешение0.16 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаГоризонтальное угловое (азимутальное) разрешение датчика лидара, заданное как положительная скалярная величина. Модули указаны в степенях.
Distance outport - Выходное расстояние до измеренных точек объектаoff (по умолчанию) | onВыберите этот параметр, чтобы вывести расстояние до измеренных точек объекта в порту Distance.
Output location (m) and orientation (rad) - Выходное расположение и ориентация датчикаoff (по умолчанию) | onВыберите этот параметр, чтобы вывести положение и ориентацию датчика в портах Location и Orientation, соответственно.
Чтобы визуализировать облака точек, которые выводятся портом Point cloud, можно использовать pcplayer объект в блоке MATLAB Function.
Unreal Engine может занять много времени, чтобы запустить между симуляциями, рассмотрите логгирование сигналов, которые выводят датчики. Затем можно использовать эти данные для разработки алгоритмов восприятия в MATLAB®. См. «Конфигурирование сигнала для логгирования» (Simulink).
