如何为跟踪器生成C代码

这个示例使用:

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这个例子展示了如何为处理检测和输出轨迹的MATLAB函数生成C代码。函数包含trackerGNN，但可以使用任何跟踪器。

从MATLAB代码自动生成代码有两个关键好处：

原型可以在MATLAB环境中开发和调试。一旦MATLAB工作完成，自动生成C代码使算法可部署到各种目标。此外，还可以使用原型阶段可用的可视化和分析工具，在MATLAB环境中运行已编译的MEX文件，从而进一步测试C代码。
生成C代码后，可以生成可执行代码，在许多情况下，该代码的运行速度比MATLAB代码快。改进后的运行时间可用于开发和部署实时传感器融合和跟踪系统。它还提供了在大量数据集上批量测试跟踪系统的更好方法。

示例说明如何修改的MATLAB代码空中交通管制支持代码生成的示例。此金宝app示例需要MATLAB编码器许可证才能生成C代码。

修改并运行MATLAB代码

为了生成C代码，MATLAB Coder要求MATLAB代码以函数形式存在。此外，函数的参数不能是MATLAB类。

在本例中，空中交通管制(ATC)示例的代码已重新构造，以便trackerGNN执行传感器融合和跟踪的存储在一个单独的文件中，称为tracker_kernel.m。有关代码生成的内存分配的重要信息，请查看此文件。

为了保护国家安全trackerGNN通话间隔tracker_kernel.m，跟踪器定义为持久的变量

此函数接受目标检测对象，由fusionRadarSensor对象和时间作为输入参数。

类似地，支持代码生成的函数的输出不能是对象。金宝app的输出tracker_kernel.m是：

确认轨道-A结构体包含可变数量磁道的数组。
磁道数-一个整数标量。
关于当前更新时跟踪器处理的信息。

通过以这种方式重构代码，您可以重用在ATC示例中使用的相同显示工具。这些工具仍然可以在MATLAB中运行，并且不需要代码生成。

%如果定义了以前的跟踪器，清除它。清晰的跟踪内核%用雷达和平台创建ATC场景。[场景、塔台、雷达]=helperCreateATCScenario；%创建一个显示来显示真实的、测量的和跟踪的位置%客机。(戏剧、无花果)= helperTrackerCGExample (“创建显示”、场景);helperTrackerCGExample (“显示更新”、戏剧、场景、塔);

现在通过调用跟踪内核函数在MATLAB中实现。此初始运行提供了比较结果的基线，并使您能够在跟踪程序在MATLAB中或作为MEX文件运行时收集有关跟踪程序性能的一些度量。

模拟和跟踪航班

下面的循环推进平台位置，直到场景结束。对于场景中的每向前一步，雷达从其视场中的目标生成探测。在雷达完成360度方位扫描后，跟踪器将更新这些探测结果。

%将模拟设置为以雷达的更新速率前进。场景。UpdateRate = radar.UpdateRate;%创建一个缓冲区，以收集雷达全扫描的检测结果。scanBuffer = {};%初始化轨道数组。轨道=[]；%为可重复的结果设置随机种子。rng（2020年）%在MATLAB中分配内存用于轨道数和时间测量。numSteps=12；numtrack=零（1，numSteps）；运行时=零（1，numSteps）；指数=0；而推进(场景)& & ishghandle(图)%对雷达当前视场的目标产生探测。[引爆器,配置]=检测(场景);scanBuffer = (scanBuffer;依据);%#确定允许缓冲区增长。当360度扫描完成时，更新轨道。如果配置。IsScanDone%更新跟踪器Index = Index + 1;tic [tracks, numTracks(index)， info] = tracker_kernel(scanBuffer, scenariationtime);运行时(指数)= toc;%收集MATLAB运行时数据%为下一次扫描清除扫描缓冲区。scanBuffer = {};终止%使用当前光束位置、缓冲检测和%轨道位置。helperTrackerCGExample (“显示更新”剧院、场景、塔楼、扫描缓冲区、轨道）；终止

编译MATLAB函数到一个MEX文件

使用编码基因函数编译跟踪内核函数转换为一个MEX文件。您可以指定报告选项生成编译报告，其中显示在C代码生成期间创建的原始MATLAB代码和相关文件。考虑创建一个临时目录，MATLAB Coder可以在其中存储生成的文件。注意，除非你使用- o选项指定可执行文件的名称，生成的MEX文件与原始MATLAB文件具有相同的名称_mex附加。

MATLAB编码器要求您指定所有输入参数的属性。跟踪器使用输入为跟踪中使用的对象创建正确的数据类型和大小。数据帧之间的数据类型和大小不能改变。的示例在命令行中定义输入属性是一种简单的方法-args选择。有关更多信息，请参见输入规范(MATLAB编码器).

定义输入的属性。首先定义检测缓冲区为%包含objectDetection对象的可变大小的单元格数组。然后将第二个参数定义为simTime，它是一个标量双精度变量。dets = code .typeof(scanBuffer(1)， [inf 1]， [1 0]);compInputs = {dets scenario.SimulationTime};代码生成可能需要一些时间。h=msgbox({'生成代码。这可能需要几分钟……”;完成后此消息框将关闭。}，“Codegen消息”）;%生成代码。试一试编码基因跟踪内核-argscompInputs; 关闭（h）抓我关闭(h)把(我)终止

警告：C编译器生成了警告。有关更多详细信息，请参阅构建日志。代码生成成功（带有警告）：要查看报告，请打开（'codegen/mex/tracker\u kernel/html/report.mldatx'）

运行生成的代码

现在代码已经生成，请使用生成的MEX文件运行完全相同的场景跟踪器\u内核\u mex. 其他一切都是一样的。

%如果定义了以前的跟踪器，清除它。清晰的跟踪器\u内核\u mex%为磁道数和时间测量分配内存numTracksMex=零（1，numSteps）；runTimesMex=0（1，numSteps）；%重置场景、数据计数器、绘图仪、扫描缓冲区、轨道和rng。指数=0；重新启动（场景）scanBuffer={}；clearPlotterData（战区）；轨道=[]；rng（2020年）而推进(场景)& & ishghandle(图)%对雷达当前视场的目标产生探测。[引爆器,配置]=检测(场景);scanBuffer = (scanBuffer;依据);%#确定允许缓冲区增长。当360度扫描完成时，更新轨道。如果配置。IsScanDone%更新追踪。指数=指数+1；tic[tracks，numTracksMex（index），info]=tracker\u kernel\u mex（scanBuffer，scenario.SimulationTime）；runTimesMex（索引）=toc；%收集MEX运行时数据%为下一次扫描清除扫描缓冲区。scanBuffer = {};终止%使用当前光束位置、缓冲检测和%轨道位置。helperTrackerCGExample (“显示更新”剧院、场景、塔楼、扫描缓冲区、轨道）；终止

比较两次运行的结果

比较生成的代码与MATLAB代码的结果和性能。以下曲线图比较了跟踪器在每个时间步保持的轨迹数。它们还显示了处理每个函数调用所花费的时间。

图(2)subplot(2,1,1) plot(2:numSteps, numTracks(2:numSteps)，的:“2: numSteps numTracksMex (2: numSteps),“x”。)标题(“每一步的轨道数”）;传奇(MATLAB的,墨西哥人的) grid subplot(2,1,2) plot(2:numSteps, runTimesMex(2:numSteps)*1e3);标题(“每个步骤的MEX处理时间”)网格标记(“时间步”) ylabel ('MEX处理时间[ms]')