Sensor Fusion and Tracking Toolbox
Progetta e simula il tracciamento multisensore e i sistemi di navigazione
Sensor Fusion and Tracking Toolbox™ include algoritmi e strumenti per progettare, analizzare e simulare sistemi che consentono di combinare dati provenienti da più sensori al fine di conoscere posizione, orientamento e situazione in ogni momento. Gli esempi di riferimento forniscono un punto di partenza per implementare componenti di sistemi di sorveglianza aerea, terrestre, sottomarina e a bordo nave, di navigazione e autonomi.
Il toolbox include tracciatori multi-oggetto, filtri per la fusione di sensori, modelli di movimento e di sensori e algoritmi per l’associazione di dati che consentono di valutare le architetture di fusione utilizzando dati reali e sintetici. Con Sensor Fusion and Tracking Toolbox puoi importare e definire scenari e traiettorie, trasmettere segnali in streaming e generare dati sintetici per sensori attivi e passivi, inclusi sensori acustici, RF, EO/IR e GPS/IMU. Puoi valutare la precisione e la performance dei sistemi con valori e metri di valutazione standard e grafici animati.
Per l’accelerazione della simulazione o la prototipazione del desktop, il toolbox supporta la generazione di codice C.
Generazione di traiettorie e scenari
Genera traiettorie e scenari sul campo basati sul waypoint e sulla velocità. Modella piattaforme e obiettivi per monitorare gli scenari. |
Creare pose di oggetti
Definisci e converti la posizione, la velocità e l’orientamento reali di oggetti in diversi frame di riferimento.
Posa di un oggetto.
Creare scenari di tracciamento
Modella piattaforme come aeromobili, veicoli di terra o navi. Le piattaforme possono essere dotate di sensori e fornire fonti di segnali o riflettere segnali. Le piattaforme possono essere stazionarie o in movimento, essere dotate di sensori ed emettitori e contenere signature basate sull’aspetto che riflettono i segnali.
Generazione di rilevamento radar multipiattaforma.
Rotazioni, orientamento e quaternioni
Rappresenta l’orientamento e la rotazione utilizzando i quaternioni, gli angoli di Eulero, le matrici e i vettori di rotazione. Definisci l’orientamento del sensore rispetto a un telaio.
Rotazioni, orientamento e quaternioni.
Modelli di sensori
Simula le misurazioni da IMU (accelerometro, giroscopio, magnetometro), ricevitori GPS, radar, sonar e IR in diverse condizioni ambientali.
Sensori inerziali e GPS
Modella IMU (unità di misura inerziale), GPS (sistema di posizionamento globale) e INS (sistemi di navigazione inerziale). Regola i parametri ambientali come temperatura e comportamento acustico dei modelli per simulare gli ambienti del mondo reale.
Modelli IMU e GPS.
Sensori attivi
Modella i sensori radar e sonar e gli emettitori per generare i rilevamenti degli obiettivi. Simula scansioni meccaniche ed elettroniche in azimut e/o elevazione.
Configurazione della modalità di scansione radar.
Sensori passivi
Modella l’RWR (Radar Warning Receiver), l’ESM (Electronic Support Measure), il sonar passivo e i sensori a infrarossi per creare rilevazioni solo angolari da utilizzare per il tracciamento di scenari. Definisci gli emettitori e le proprietà del canale per modellare le interferenze.
Intervallo passivo utilizzando un unico sensore.
Fusione di sensori inerziali
Stima l’orientamento e la posizione nel tempo con algoritmi che vengono ottimizzati per diverse configurazioni di sensori, requisiti di output e vincoli di movimento.
Stima dell’orientamento
Esegui la fusione di letture di magnetometri e accelerometri per simulare una bussola elettronica (eCompass). Esegui la fusione di letture di accelerometri, giroscopi e magnetometri con un filtro per il sistema di riferimento di rotta e di assetto (AHRS).
Orientamento tramite fusione di sensori inerziali.
Stima della posa
Stima la posa con e senza vincoli di rotta non olonomi utilizzando sensori inerziali e GPS. Determina la posa senza GPS eseguendo la fusione di sensori inerziali con altimetri o odometria visuale.
Odometria visuale inerziale.
Filtri di stima
Utilizza filtri di Kalman, particellari e multi-modello per diversi modelli di movimento e misurazione.
Filtri per il tracciamento di oggetti
Stima gli stati degli oggetti utilizzando filtri di Kalman lineari, estesi e unscented per i modelli di misurazione e movimento lineare e non lineare. Utilizza la somma gaussiana e i filtri particellari per la stima di uno stato non lineare e non gaussiano incluso il tracciamento con le misurazioni solo angolari o solo intervallari. Migliora il tracciamento degli obiettivi di manovra con filtri IMM (Interacting Multiple Model).
Filtri per il tracciamento di oggetti.
Modelli di movimento e di misurazione
Configura filtri di tracciamento con velocità, accelerazione e curva costanti e modelli personalizzati di movimento in sistemi di coordinate cartesiane, sferiche e sferiche modificate. Definisci modelli di misurazione di posizione e velocità, range-angolo, solo angolari o personalizzati.
Modelli di movimento.
Tracciamento multi-oggetto
Crea tracciatori multi-oggetto che eseguono la fusione di informazioni da diversi sensori. Formula ipotesi singole o multiple sugli oggetti tracciati. |
Tracciatori
Integra filtri di stima e algoritmi di assegnazione e traccia la logica di gestione nei tracciatori multi-oggetto per eseguire la fusione delle rilevazioni in tracce. Utilizza un tracciatore MHT (Multiple Hypothesis Tracker) in scenari complessi come il tracciamento di obiettivi ravvicinati e indefiniti.
Tracciatori multi-oggetto.
Assegnazione di traccia
Trova le soluzioni migliori o k-best per il problema di assegnazione del GNN (Global Nearest Neighbor). Risolvi il problema dell’assegnazione S-D. Assegna i rilevamenti alle tracce, o una traccia a un’altra traccia. Verifica ed elimina le tracce in base alla cronologia recente o al punteggio della traccia.
Gestione della traccia e associazione di dati.
Fusione di rilevamenti di traccia
Esegui la fusione dello stato e della relativa covarianza. Esegui la fusione statica di rilevamenti sincroni, compresa la triangolazione dei rilevamenti angolari dei sensori passivi.
Tracciamento tramite sensori passivi sincroni distribuiti.
Visualizzazione e analisi
Analizza e confronta la performance dei filtri inerziali e dei sistemi di tracciamento multi-oggetto.
Visualizzazione di scenari
Rappresenta in un grafico l’orientamento e la velocità degli oggetti, traiettorie a terra, misurazioni di sensori e tracce in 3D. Rappresenta le incertezze di rilevamento e tracciamento. Visualizza l’ID della traccia con la cronologia del tracciato.
Grafico a teatro.
Metriche di sensori e tracciamento
Crea metriche di definizione, manutenzione e cancellazione delle tracce, tra cui lunghezza della traccia, interruzioni di traccia e cambiamenti dell’ID della traccia. Stima la precisione della traccia tramite posizione, velocità, accelerazione e oscillazione dell’errore quadratico medio della radice (RMSE), unitamente all'errore di stima medio normalizzato al quadrato (ANEES). Analizza il rumore del sensore inerziale usando la varianza di Allan.
Metriche di tracciamento
