如何为跟踪器生成C代码

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这个例子展示了如何为处理检测和输出轨道的MATLAB函数生成C代码。函数包含trackerGNN，但任何追踪器都可以代替。

从MATLAB代码自动生成代码有两个关键好处:

原型可以在MATLAB环境下开发和调试。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，C代码还可以通过在MATLAB环境中使用原型开发阶段可用的可视化和分析工具运行已编译的MEX文件来进一步测试。
在生成C代码之后，您可以生成可执行代码，在许多情况下，可执行代码比MATLAB代码运行得更快。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。

实例说明了如何修改MATLAB中的代码空中交通管制支持代码生成的示例。金宝app这个例子需要一个MATLAB Coder许可证来生成C代码。

修改并运行MATLAB代码

为了生成C代码，MATLAB Coder要求MATLAB代码以函数的形式出现。此外，函数的参数不能是MATLAB类。

在本例中，对空中交通管制(ATC)示例的代码进行了重新构造，以使trackerGNN执行传感器融合和跟踪驻留在一个单独的文件，称为tracker_kernel.m．请查看此文件，以获得关于代码生成的内存分配的重要信息。

以保存状态trackerGNN在调用到tracker_kernel.m时，跟踪器定义为持续的变量。

的单元格数组objectDetection对象生成的fusionRadarSensor对象，并将时间作为输入参数。

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:

已确认航迹- A结构体数组，包含可变数量的磁道。
轨道数-整数标量。
有关当前更新时跟踪器处理的信息。

通过以这种方式重新构造代码，可以重用ATC示例中使用的相同显示工具。这些工具仍然在MATLAB中运行，不需要生成代码。

%如果定义了以前的跟踪器，清除它。清晰的tracker_kernel用雷达和平台创建ATC场景。[场景，塔，雷达]= helperCreateATCScenario;创建一个显示器，以显示的真实，测量和跟踪的位置%客机。[theater,fig] = helperTrackerCGExample(“创建显示”、场景);helperTrackerCGExample (“显示更新”、戏剧、场景、塔);

方法运行示例tracker_kernel函数的MATLAB。这个初始运行提供了一个基线来比较结果，并使您能够收集有关跟踪器在MATLAB中运行或作为MEX文件运行时的性能的一些指标。

模拟和跟踪客机

下面的循环将平台位置向前推进，直到场景结束。对于该场景中的每一步前进，雷达都会从其视野内的目标生成探测。跟踪器在雷达完成360度方位扫描后更新这些检测。

设置模拟以雷达的更新速度前进。场景。UpdateRate = radar.UpdateRate;创建一个缓冲区来收集雷达全面扫描的检测。。scanBuffer = {};初始化轨道数组。Tracks = [];为可重复的结果设置随机种子。rng (2020)在MATLAB中为轨道数和时间测量分配内存。numSteps = 12;numTracks =零(1,numSteps);runTimes = 0 (1, numSteps);指数= 0;而Advance(场景)&& ishhandle(图)在雷达当前视场内对目标产生探测。%[dets,config] =检测(场景);scanBuffer = [scanBuffer;dets];允许缓冲区增长。* 360度扫描完成时更新跟踪。如果配置。IsScanDone%更新跟踪器指数=指数+ 1;tic [tracks, numTracks(index)， info] = tracker_kernel(scanBuffer,scenario.SimulationTime);runTimes(index) = toc;收集MATLAB运行时数据为下次扫描清除扫描缓冲区。scanBuffer = {};结束更新显示当前波束位置，缓冲检测，和%跟踪位置。helperTrackerCGExample (“显示更新”、戏剧、场景、塔、scanBuffer跟踪);结束

将MATLAB函数编译成MEX文件

使用codegen函数编译tracker_kernel函数转换为MEX文件。您可以指定报告选项生成一个编译报告，其中显示原始MATLAB代码和在C代码生成期间创建的相关文件。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，除非使用- o选项指定可执行文件的名称，生成的MEX文件具有与原始MATLAB文件相同的名称_mex附加。

MATLAB Coder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。数据类型和大小不能在数据帧之间改变。方法在命令行中通过示例定义输入属性，这是一种简单的方法arg游戏选择。有关更多信息，请参见输入规格(MATLAB编码器)．

定义输入的属性。首先将检测缓冲区定义为包含objectDetection对象的可变大小单元格数组。然后将第二个参数定义为simTime，这是一个标量双精度。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。这可能要花几分钟……”；完成后此消息框将关闭}，“Codegen消息”）;生成代码。试一试codegentracker_kernelarg游戏compInputs；关闭(h)抓ME close(h) throw(ME)结束

警告:C编译器产生警告。有关更多详细信息，请参阅构建日志。要查看报告，打开('codegen/mex/tracker_kernel/html/report.mldatx')

运行生成的代码

现在代码已经生成，使用生成的MEX文件运行完全相同的场景tracker_kernel_mex．其他一切都保持不变。

%如果定义了以前的跟踪器，清除它。清晰的tracker_kernel_mex为轨道数和时间测量分配内存numTracksMex = 0 (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;restart(scenario) scanBuffer = {};clearPlotterData(戏剧);Tracks = [];rng (2020)而Advance(场景)&& ishhandle(图)在雷达当前视场内对目标产生探测。%[dets,config] =检测(场景);scanBuffer = [scanBuffer;dets];允许缓冲区增长。* 360度扫描完成时更新跟踪。如果配置。IsScanDone%更新跟踪器。指数=指数+ 1;tic [tracks, numTracksMex(index)， info] = tracker_kernel_mex(scanBuffer,scenario.SimulationTime);runTimesMex(index) = toc;收集MEX运行时数据为下次扫描清除扫描缓冲区。scanBuffer = {};结束更新显示当前波束位置，缓冲检测，和%跟踪位置。helperTrackerCGExample (“显示更新”、戏剧、场景、塔、scanBuffer跟踪);结束

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。下面的图比较了跟踪器在每个时间步骤中维护的轨道数量。它们还显示了处理对函数的每次调用所花费的时间。

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(“MEX每一步处理时间”grid xlabel(“时间步”) ylabel (“MEX处理时间[毫秒]”）