主要内容

模拟雷达检测

的fusionRadarSensor对象模拟雷达目标的检测。您可以使用该对象模型的许多特性的雷达传感器。例如,您可以

  • 模拟真实的检测与添加随机噪声

  • 产生假警报

  • 模拟机械扫描天线和电子扫描相控阵列

  • 指定角度、范围和数据分辨率和限制

雷达传感器被认为是安装在一个平台,由平台操作。一个平台可以携带多个传感器。当您创建一个传感器时,您指定传感器位置和方向对身体协调系统的平台。每次调用fusionRadarSensor创建一个传感器。的输出fusionRadarSensor生成的检测可以作为多目标跟踪器的输入,如trackerGNN,或任何跟踪滤波器,如trackingKF。

雷达平台不维护任何信息的雷达传感器安装在它。(传感器本身包含它的位置和方向对安装的平台,但不是哪个站台)。您必须创建雷达传感器和之间的关系平台。方法协会是将平台及其相关的传感器单元阵列。当你调用一个特定的传感器,通过在平台中心目标姿态和目标概要文件信息。传感器将这些信息转换为sensor-centric姿势。目标构成的输出trackingScenario方法。

创建雷达传感器

您可以创建一个雷达传感器使用fusionRadarSensor对象。设置雷达属性使用名称-值对,然后执行模拟器。例如,

radar1 = fusionRadarSensor (…“SensorIndex”,1…“UpdateRate”10…%赫兹“ReferenceRange”,111.0 e3,…% m“ReferenceRCS”,0.0,…% dBsm“FieldOfView”[10]70年,…% (az; el)度“HasElevation”假的,…“HasRangeRate”假的,…“AzimuthResolution”,1.4,…%度“RangeResolution”,135.0)% m

方便的语法

有几个语法fusionRadarSensor一般,可以更容易地指定的属性实现雷达扫描模式。

  • 传感器= fusionRadarSensor(旋转)创建一个fusionRadarSensor对象,机械扫描360°的方位。设置HasElevation来真正的点的雷达天线向中心海拔的视野。

  • 传感器= fusionRadarSensor(部门)创建一个fusionRadarSensor对象,机械扫描90°的方位。设置HasElevation来真正的指出,雷达天线仰角视场的中心。你可以改变ScanMode来“电子”电子扫描相同的方位。在这种情况下,天线不是机械电子行业倾斜扫描。相反,梁堆积电子来处理整个海拔张成的扫描限制在一个单一的住。

  • 传感器= fusionRadarSensor(光栅)返回一个fusionRadarSensor对象,机械扫描光栅模式跨越90°方位和10°海拔从地平线向上。你可以改变ScanMode财产“电子”执行一个电子光栅扫描在相同的体积。

  • 传感器= fusionRadarSensor(没有扫描)返回一个fusionRadarSensor对象,目光沿着雷达天线孔径方向。没有机械或电子扫描执行。

你可以设置其他雷达属性,当你使用这些语法。例如,

传感器= fusionRadarSensor(1、“光栅”、“ScanMode”,“电子”)

雷达传感器参数

特定的属性fusionRadarSensor对象是列在这里。对于更详细的信息,类型

帮助fusionRadarSensor
在命令行中。

传感器位置参数。

传感器的位置

SensorIndex 为每个传感器一个惟一的标识符。
UpdateRate

生成速率传感器更新,指定为一个积极的标量。这个属性必须是一个整数倍数的倒数的模拟时间间隔。传感器之间的更新请求更新间隔不返回检测。
MountingLocation

传感器(x, y, z)定义传感器起源的抵消其平台的起源。默认值位置传感器起源的平台。
MountingAngles

偏航、俯仰和滚角度传感器安装框架对平台的框架。
DetectionCoordinates

指定坐标系统的检测报告检测输出结构体。坐标系统可以之一:

  • “场景”——检测报告在直角坐标系中坐标框架的场景。这个选项只能选择当传感器之内属性设置为真正的。

  • “身体”在体内,检测报告传感器平台的框架在直角坐标系中。

  • 传感器矩形的——检测报告在直角坐标雷达传感器坐标系与传感器坐标系坐标轴。

  • “球形传感器”——检测报告在球坐标雷达传感器坐标系根据传感器坐标系坐标轴。

敏感参数。

敏感性参数

DetectionProbability

概率检测目标的雷达截面,ReferenceRCS的范围ReferenceRange。
FalseAlarmRate

错误检测的概率在每个分辨单元的雷达。解决细胞决定的AzimuthResolution和RangeResolution当启用属性ElevationResolution和RangeRateResolution属性。
ReferenceRange

范围目标的雷达截面,ReferenceRCS,检测概率中指定DetectionProbability。
ReferenceRCS

目标雷达截面(RCS)的dB的目标是发现在指定的范围内ReferenceRange指定的检测概率DetectionProbability。

传感器的分辨率和偏差参数。

分辨率参数

AzimuthResolution

雷达方位分辨率定义了最小分离在方位角的雷达可以区分两个目标。
ElevationResolution

雷达仰角分辨率定义了最小分离在仰角的雷达可以区分两个目标。这个属性只适用于当HasElevation属性设置为真正的。
RangeResolution

雷达距离分辨率的定义范围的最低分离雷达可以区分两个目标。
RangeRateResolution

雷达范围率分辨率定义范围的最低分离速率雷达可以区分两个目标。这个属性只适用于当HasRangeRate属性设置为真正的。
AzimuthBiasFraction

这个属性将雷达的方位偏差的组件定义为指定的雷达方位分辨率的一小部分AzimuthResolution财产。这个属性设置一个下界的方位精度雷达。
ElevationBiasFraction

这个属性定义的高程偏差分量雷达是雷达仰角的一小部分指定的决议ElevationResolution财产。这个属性设置一个下界的高程精度雷达。这个属性只适用于当HasElevation属性设置为真正的。
RangeBiasFraction

这个属性定义偏差范围雷达的组件指定的雷达距离分辨率的一小部分RangeResolution财产。这个属性设置一个下界的雷达的测距精度。
RangeRateBiasFraction

这个属性将雷达的速度偏差范围组件定义为指定的雷达距离分辨率的一小部分RangeRateResolution财产。这个属性设置一个下限范围率精度的雷达。这个属性只适用于当你设置HasRangeRate财产真正的。

使参数。

使参数

HasElevation

这个属性允许雷达传感器扫描高程和仰角估计目标检测。
HasRangeRate

这个属性允许雷达传感器估计范围。
HasFalseAlarms

这个属性允许雷达传感器生成假警报检测报告。
HasRangeAmbiguities

真时,雷达不解决范围模棱两可。当一个雷达传感器不能解决范围模糊,目标范围之外MaxUnambiguousRange属性值被包装到区间[0 MaxUnambiguousRange]。当假的,目标是报道在他们打开范围。
HasRangeRateAmbiguites

真时,雷达不解决范围模棱两可。当一个雷达传感器不能解决范围率模棱两可,利率高于目标范围MaxUnambiguousRadialSpeed属性值被包装到区间[0 MaxUnambiguousRadialSpeed]。当假的,目标是报道在他们打开率范围。这个属性只适用于当HasRangeRate属性设置为真正的。
HasNoise

指定是否添加到传感器测量噪声。将此属性设置为真正的报告与噪声测量。将此属性设置为假报告没有噪声测量。报告的测量噪声协方差矩阵包含在输出中objectDetection结构总是计算不管这个属性的设置。
HasOcclusion 使闭塞的扩展对象,指定为真正的或假。将此属性设置为真正的从扩展对象模型闭塞。注意扩展对象可以被扩展和点目标对象,但目标不能挡住另一个点一个点目标或一个扩展的对象。将此属性设置为假禁用扩展对象的闭塞。
之内

将这个属性设置为true来支持一个可选的输入参数传递的当前估计传感器平台对传感器。信息被添加到这个姿势MeasurementParameters的检测报告。然后,跟踪和融合算法可以估计目标状态的检测在场景坐标。

范围和速度参数范围。

范围和速度参数范围

MaxUnambiguousRange

这个属性指定范围的雷达可以明确地解决目标的范围。目标检测范围超出了明确的范围被包装成区间范围[0 MaxUnambiguousRange]。这个属性只适用于真正的目标检测当你设定HasRangeAmbiguities财产真正的。

这个属性还定义了最大射程产生假警报。这个属性只适用于虚假检测当你设定目标HasFalseAlarms财产真正的。
MaxUnambiguousRadialSpeed

这个属性指定的最大模值在雷达径向速度可以明确地解决目标的速度范围。目标检测速度范围的大小大于最大明确的径向速度被包装成率区间范围[-MaxUnambiguousRadialSpeed MaxUnambiguousRadialSpeed]。这个属性只适用于真正的目标检测时设置的HasRangeRate和HasRangeRateAmbiguities属性真正的。

这个属性还定义了范围产生假目标检测率区间。这个属性只适用于虚假检测当你设定的目标HasFalseAlarms和HasRangeRate属性真正的。

检测器的输入

每个传感器由fusionRadarSensor接受数组作为输入的目标结构。这个结构是之间的接口trackingScenario和传感器。你创建目标结构体从目标姿态和产生的配置信息trackingScenario或相关软件。

该结构包含这些字段。

场 描述
PlatformID

平台的惟一标识符,指定为一个正整数。这是一个必需的字段没有默认值。
ClassID

用户定义整数用来分类目标的类型,指定为一个非负整数。0是保留给非机密的平台类型和默认值。
位置

目标平台的位置坐标,指定为一个实值,1×3向量。这是一个必需的字段没有默认值。单位是米。
速度

目标速度在平台坐标系中,指定为一个实值,1×3向量。单位是米每秒。默认值是(0 0 0)。
加速度

目标在平台坐标系的加速度,指定为1×3行向量。单位是米每二次方秒。默认值是(0 0 0)。
取向

目标对平台的定位坐标,指定为一个标量四元数或3 x3的旋转矩阵。方向定义的坐标系旋转平台坐标系到当前目标体坐标系。单位是无量纲。默认值是四元数(1,0,0,0)。
AngularVelocity

目标平台的角速度坐标,指定为一个实值,1×3向量。矢量的大小定义了角速度。定义了顺时针旋转的轴的方向。单位是每秒度。默认值是(0 0 0)。

您可以创建一个目标造成结构通过合并的信息平台信息的输出targetProfiles的方法trackingScenario和目标姿态信息的输出targetPoses方法在平台上携带的传感器。你可以通过提取每个合并它们PlatformID在目标提出了数组,这个概要文件信息平台配置文件相同的数组PlatformID。

这个平台targetPoses方法返回该结构为每个目标以外的平台。

提出了目标

platformID
ClassID
位置
速度
偏航
球场
卷
AngularVelocity

的platformProfiles方法返回该结构的所有平台的场景。

平台配置文件

PlatformID
ClassID
RCSPattern
RCSAzimuthAngles
RCSElevationAngles

雷达传感器坐标系统

检测包括测量目标位置和速度及其协方差矩阵。检测是对传感器坐标,但可以输出的几个坐标。多个坐标框架用于表示各种平台和传感器的位置和方向的场景。

在雷达模拟中,总有一个顶级全球坐标系统通常North-East-Down (NED)笛卡儿坐标系统定义为一个切平面在地球表面任意点。的trackingScenario对象模型的运动平台在全球坐标系统。当您创建一个平台,您指定它的位置和方向相对的全球框架。这些量定义体轴的平台。每一个雷达传感器安装在一个平台的身体。当您创建一个传感器时,指定它的位置和方向对平台的身体坐标。这些量定义传感器轴。身体和雷达轴可以改变随着时间的推移,然而,全球轴不变化。NED、主体和Sesnor帧

可以要求额外的坐标框架。例如,追踪往往并不在NED(或ENU表示)坐标,这个坐标系变化基于定义的纬度和经度。场景覆盖大部分地区在每个维度(100多公里),地球地球定点(ECEF)可以使用一个更合适的全球框架。

一个雷达传感器产生的测量在球坐标相对于其传感器坐标系。然而,雷达场景中对象的位置保持在顶级框架。雷达传感器安装在一个平台和意志,默认情况下,只知道它的相对位置和姿态的平台安装。换句话说,雷达预计所有目标对象报告相对于体轴平台。雷达报告所需的转换(位置和姿态)联系平台体轴的检测报告。消费者使用这些转换的雷达检测(如跟踪器)来保持跟踪平台体内轴。保持跟踪平台体内轴使测量或跟踪信息的融合多个传感器安装在同一平台。

如果平台配备一个惯性导航系统(INS)传感器,然后这个平台的位置和方向相对于高层框架可以确定。INS信息可以通过雷达参考所有检测场景坐标。

INS

当你指定之内真的,你必须通过INS结构体到一步方法。这种结构的位置、速度和方向的平台在场景坐标。这些参数让你表达目标在场景坐标通过设置DetectionCoordinates财产。

检测

雷达传感器检测单元阵列的返回objectDetection对象。检测包含这些属性。

objectDetection结构

场 定义
时间 测量时间
测量 测量
MeasurementNoise 测量噪声协方差矩阵
SensorIndex 传感器的惟一ID
ObjectClassID 对象分类
MeasurementParameters 所使用的参数初始化函数的非线性卡尔曼跟踪滤波器
ObjectAttributes 额外的信息传递给跟踪

测量和MeasurementNoise在指定的坐标系统报告吗DetectionCoordinates财产的fusionRadarSensor发表在传感器笛卡尔坐标。

测量坐标

DetectionCoordinates 坐标测量和测量噪声
“场景”

协调的依赖HasRangeRate

HasRangeRate 坐标
真正的 [x, y, z, vx; v; vz]
假 [x, y, z]
“身体”
传感器矩形的
“球形传感器”

协调依赖HasRangeRate和HasElevation

HasRangeRate HasElevation 坐标
真正的 真正的 (阿兹;el rng; rr)
真正的 假 (阿兹;提高;rr)
假 真正的 (阿兹;el rng)
假 假 (阿兹;rng)

的MeasurementParameters字段由一个数组结构体年代描述序列坐标转换从一个孩子父母帧或逆转换(见框架旋转)。最长的可能的序列的转换:传感器→→场景平台。例如,如果传感器球坐标和检测报告之内设置为false,那么序列由一个从传感器转换到平台。如果之内是真的,转换的序列包含两个转换坐标然后场景坐标——第一平台。非常,如果在平台直角坐标和检测报告之内设置为false,身份的转换只包含。

每一个结构体的形式:

MeasurementParameters

参数 定义
框架

枚举类型指示帧用来测量报告。当检测报告使用直角坐标系统,框架被设置为“矩形”。在球坐标检测报告时,框架设置“球”第一结构体。
OriginPosition

位置偏移量的框架(k)的起源的起源框架(k + 1)表示为一个3×1的向量。
OriginVelocity

速度抵消起源的起源(k)的帧(k + 1)表示为一个3×1的向量。
取向

3 x3的实值正交坐标系的旋转矩阵旋转坐标系(k + 1)的轴与轴对齐的帧(k)。
IsParentToChild

一个逻辑标量表示如果取向执行一个框架给孩子从父坐标系旋转坐标系。如果错误,取向执行一个框架从孩子的坐标系旋转到父母的坐标系。
HasElevation

一个逻辑标量表示如果帧三维位置。只对第一个设置为false结构体在球面坐标和检测报告HasElevation是假,否则它是真正的。
HasVelocity

一个逻辑标量表示,如果检测报告包括速度测量。真正的当HasRangeRate启用,否则假。

ObjectAttributes

属性 定义
TargetIndex

标识符的平台,PlatformID,生成的检测。假警报,这个值是负的。
信噪比

在dB检测信噪比。