介绍统计跟踪雷达模型对象
传感器的概述
在跟踪系统中,传感器是用于生成测量或检测目标的环境。传感器通常有一个孔,他们拦截目标发射或反射的能量。传感器主要使用拦截能源获取目标的状态和属性的信息。
传感器是一个活跃的传感器,如果拦截能量来源于本身,如或单站单站雷达声纳。传感器是一种被动式传感器如果拦截能量来源于外部来源,如红外(IR)传感器接收从目标辐射能量。
除了接收目标的能量,孔径也不可避免地收集干扰能量创造了通过自然(如背景杂波)或由人(如干扰信号)。因此,传感器的检测质量涉及许多因素如精度、分辨率,偏见,和假警报。同时,有必要考虑传感器的检测能力,依靠扫描等因素限制,视野,和传感器安装在跟踪系统的设计。
本文主要讨论了雷达(包括fusionRadarSensor和radarEmitter以下描述的对象),但有些也适用于其他类型的传感器(包括irSensor,sonarSensor,sonarEmitter对象)。
雷达检测模式
雷达使用反射无线电波信号或发出一个目标来检测目标。给定不同的发射机和接收机配置,雷达可以有三种检测模式:单站、双基地、电子支援措施(ESM)。金宝app
的单站检测模式下,发射器和接收器配置,如图(一)。在这种模式下,测量范围R可以表示为R=RT=RR,在那里RT和RR范围从发射机到目标,从目标到接收器,分别。在这种模式下,测量范围R=ct/ 2,c光速和吗t是信号传输的总运行时间。除了测量范围,单站传感器还可以选择报告范围,目标的方位角和仰角测量。
对双基地检测模式下,发射机和接收机之间有距离l。如图(b),从发射机发出的信号,反映了从目标,最终由接收器接收。双基地距离测量Rb被定义为Rb=RT+RR−l。获得双基地雷达传感器测量范围Rb=cΔt,在那里Δt的时差是直接信号从发射机和接收机侦察截获目标的反射信号。除了双基地距离测量,双基地雷达收发分置的范围可以选择报告率、方位角和仰角测量的目标。自双基地距离和两个方位角度(方位角和仰角)不对应于相同的位置向量,它们不能被组合成一个位置矢量在笛卡儿坐标系统和报告。没有附加信息,收发分置的传感器只能报告测量球面坐标系统。
ESM检测模式下,接收机只能拦截一个信号从目标反射或直接从发射机发射,如图(c)。因此,唯一可用的测量目标的方位角和仰角或发射机。ESM传感器报告这些测量球面坐标系统。
在平台上安装雷达
解释产生的检测雷达,您需要了解如何安装在雷达平台。雷达安装框架(米)来源可以从平台坐标系原点(流离失所P)。这个位移通常是指定的MountingLocation传感器对象的属性,如fusionRadarSensor。雷达安装框架也可以有角度地流离失所的平台框架。您可以指定这个角度位移由三个旋转角度z- - - - - -y- - - - - -x顺序使用MountingAngles财产。最初,雷达扫描帧(年代)是符合其安装框架(米)。然而,当雷达开始扫描,雷达可以扫描的z- - -y相互重合的安装框架。的x方向的雷达扫描帧与当前孔径雷达的方向。
检测能力和质量
传感器覆盖
在大多数情况下,雷达工作在扫描模式下的传感器梁来回扫描,宽度等于其视野(FOV),通过一个空间区域定义的雷达扫描限制。FOV通常3分贝(dB)的雷达波束宽度。全面的速度是指定的UpdateRate传感器对象的属性。您可以获得的扫描速度传感器利用其视野和更新速度。例如,如果更新速度是20赫兹和视野是2度,那么雷达扫描速度是每秒40度。对雷达传感器覆盖更多的细节,请参阅扫描雷达模式配置的例子。
分辨率和精度
传感器分辨率定义了一个传感器区分两个目标的能力。在三维空间中,解决本雷达方位形成的边界,海拔边界,边界范围。如果两个目标属于相同的分辨率,那么雷达无法区分和报告检测目标之一。
传感器所描述的准确性可以测量误差的标准差。精度主要受到两个因素的影响:信号噪声比(信噪比)的传感器和检测传感器的偏差。信噪比的定义是反射信号功率之比的噪声功率分贝(dB)。比率高于1:1(大于0分贝)表示比噪声信号。一个更大的信噪比的结果在一个较小的测量误差和更高的精度。雷达,信噪比通常是一个函数的雷达截面(RCS)的目标。传感器的偏差主要是由于不完美的调整或校准,并通常被认为是一个常数值。在每个雷达对象,您可以指定其偏见的一小部分传感器分辨率本使用属性如大小AzimuthBiasFraction。偏差越大,就越发现了错误。
检测统计数据
雷达也会使一个不正确的评估监测地区。假警报的概率(p足总)代表的概率雷达分辨率的检测报告本尽管决议本不是目标。检测的概率(PD)代表的概率雷达分辨率的检测报告本如果决议本实际上是被一个目标。因此,1 -PD代表的概率不是雷达检测到的目标。PD主要目标的信噪比和的函数p足总的雷达。
当雷达运行的环境中,其它不良无线电频率(RF)排放干扰波形发出的雷达,雷达可以体验在检测性能退化的方向干扰信号。
目标范围和数据报告
在许多情况下,雷达有最大的明确范围和数据与局限性。如果一个目标和传感器之间的距离大于最大明确的范围,然后检测范围的传感器封装的范围(0,R马克斯),R马克斯是最大的明确的范围。例如,假设目标的范围Rt大于R马克斯,报道范围的目标国防部(Rt,R马克斯),国防部其余部门后在MATLAB函数。在雷达对象,您可以通过设置禁用这个限制HasMaxUnabmiguousRange财产假。
测量和检测的格式
跟踪系统而言,有两种基本类型的测量:运动学和属性。运动学测量跟踪系统提供目标的存在和位置的信息。典型的运动测量包括范围,范围速度、方位角和仰角。属性的测量通常包含目标的识别和特征,如形状和反射率。这里描述雷达的运动测量。
一般而言,雷达可以报告运动学测量球面或笛卡儿坐标框架。球坐标,雷达可以报告方位、仰角、范围、和速度测量范围。对于笛卡尔坐标,雷达可以报告2 d或3 d位置和速度测量的基础上设置。每个雷达侦测模式只能输出特定类型的测量。可用的检测坐标为每个检测模式是:
对于单站检测模式,检测可以在球形或笛卡儿坐标框架。
对收发分置的检测模式,检测只能在球面坐标系,报道范围是收发分置的目标范围。
ESM检测模式,检测只能在球面坐标系。
传感器融合和跟踪工具箱,传感器输出的形式检测对象objectDetection对象。一个objectDetection对象包含这些属性:
| 财产 | 定义 |
|---|---|
| 时间 | 检测时间 |
| 测量 | 对象的测量 |
| 测量噪声 | 测量噪声协方差矩阵 |
| SensorIndex | 传感器的惟一ID |
| ObjectClassID | 惟一的ID对象分类 |
| MeasurementParameters | 参数用于解释测量,如传感器配置和检测帧信息 |
| ObjectAttributes | 关于目标的附加信息,如目标ID和目标RCS |
请注意,MeasurementParameters属性包含基本信息用于解释测量,传感器等构成(位置、速度和方向)和坐标系的信息测量的检测。更多细节,请参阅测量参数和检测转换成objectDetection格式的例子。
