介绍

本例中的六架飞机轨迹建模是[1]中描述。飞机飞的安排是由雷达接收位于原点。

选择Interpolant

概念上讲,一个轨迹是一条曲线在空间的一个对象作为时间的函数。定义曲线,曲线的你可能认为通过空间,经过一系列的点路点通过一个插值函数称为一个连接interpolant。一个interpolant允许您定义的路径锚点之间通过一个连续函数。常见的interpolants多项式的基础(例如,分段线性或立方样条函数)。对于一个快速变化的轨迹,更多中转地点必须保持尽可能接近真实的曲线插值曲线;不过,我们可以减少所需的点的数量,选择interpolants小心。

许多运动模型用于跟踪滤波器由“恒定速度”,“恒,”或“恒定加速度”配置文件。为了适应这些运动模型,使用的interpolantwaypointTrajectory对象是基于分段回旋曲线样条(横向)和三次样条(垂直)。回旋曲线的曲率样条对距离线性变化;这让我们连续模型和常数变轻松,有一个额外的自由度直线和曲线段之间的平稳过渡。同样,物体在空中体验重力的影响,遵循抛物线路径(二次)。有三次样条模型垂直高度允许我们模型的路径类似的额外的自由度。

一旦通过空间对象的物理路径是已知的(组),物体的速度的函数通过三次埃尔米特插值确定距离。这是有用的建模对象的轨迹,加速通过转动或直线段。

我们正在使用的基准轨迹由直,常量g,并将加速。

路标建设

以下文件包含表的路标点和速度(以米为单位和米每秒),可用于重建六架飞机轨迹。它加载到MATLAB和检查表包含第一个轨迹。

负载(“benchmarkTrajectoryTables.mat”,“trajTable”);trajTable {1}

ans = 14 x3表时间路径点速度_____ _________________________ _____________________________ 0 0 60 57413 21695 -1258 72947 29474 -1258 -258.9 -129.69 -258.9 -129.66 0 62 56905 21417 -1258 -245.3 -153.89 78.1 -20.635 - -288.86 54591 17566 -1258 0 80 54573 17016 0 83 54571 16147 -1258 -1258 -2.8042 -289.59 -0.061 112.7 -289.56 -289.56 110 54571 8329 -1258 0 0 0 120 55718 54634 7551.5 -1258 58.979 -283.56 5785.5 226.41 - -180.59 -1258 0 129 -1258 58170 0 132 59004 -1258 284.74 52.88 5172.8 5413.9 274.26 - 93.05 147.8 137.8 60592 5962.2 -1258 273.62 - 94.76 0 0 185 73508 10435 -1258 63328 6909.9 -1258 273.62 94.76 273.62 - 94.76 0

场景一代

表包含一组路径点和速度,飞机经过相应的时间。

使用控制点,您可以创建一个场景有六个平台和分配一个轨迹:

现场= trackingScenario (“UpdateRate”10);为n = 1:6平台=平台(现场);traj = trajTable {n};平台。轨迹= waypointTrajectory (traj。traj.Time锚点,“速度”,traj.Velocities);结束

轨迹可视化

一旦你和绘图机设置的场景中,您可以设置一个theaterPlot创建一个动画的飞机的位置随着时间的推移。

helperPlot = helperBenchmarkPlotter(元素个数(scene.Platforms));而推进(场景)%提取每个六架飞机的姿势提出了= platformPoses(现场);%更新图更新(helperPlot,姿势,scene.SimulationTime);结束

上面的轨迹绘制是三维的。可以旋转的情节,这样的轨迹是随时可见的。您可以使用视图和轴命令来调整。因为轨迹使用NED (north-east-down)坐标系,高程地面有一个消极的z分量。

视图(60,10);轴广场网格小集(gca),“ZDir”,“反向”);

轨道1

它可能是有益的查看控制点用于生成轨迹。下图显示了第一个轨道,这是大型飞机的代表。

控制点用于构造路径绘制在最左边的阴谋。只有几路点需要马克曲率的变化当飞机需要一个常数。

右边的图显示,高度,速度的大小(速度)和加速度的大小。速度几乎保持不变在尽管曲率的突然改变。这是一个利用使用回旋曲线interpolant。

(时间、位置、速度、加速度)= cumulativeHistory (helperPlot);helperTrajectoryViewer(1、时间、位置、速度、加速度、trajTable);

轨道2

第二个轨迹,如下所示,是一个小的轨迹机动飞机。它包含两个,有几个变化加速度第一个转身后立即在第二次。需要更多的锚点来调整这些变化,然而其余的轨迹需要更少的分。

helperTrajectoryViewer(2、时间、位置、速度、加速度、trajTable);

轨迹3

第三个轨迹,下面是代表速度更高的飞机。它由两个常数,第二把飞机中途在减慢。你可以看到的控制点被用来标记速度和加速度的变化在左边的x - y图。

helperTrajectoryViewer(3、时间、位置、速度、加速度、trajTable);

轨迹4

第四个轨迹,也代表一个速度更高的飞机,如下所示。它由两个转,飞机加速和爬到一个更高的高度。

helperTrajectoryViewer(4、时间、位置、速度、加速度、trajTable);

轨迹5

第五个轨道机动高速飞机的代表。它包括三个常数;然而,在整个飞行期间大大加速。第三把飞机之后提升水平飞行。

helperTrajectoryViewer(5、时间、位置、速度、加速度、trajTable);

轨道6

第六也代表一个机动高速飞行器的轨迹。它由四个圈。在第二次把飞机下降高度和速度和进入第三。后第三把它迅速加速,进入第四,继续水平直线飞行。

helperTrajectoryViewer(6、时间、位置、速度、加速度、trajTable);

总结

这个例子展示了如何使用waypointTrajectory和trackingScenario创建一个多目标跟踪的场景。在这个例子中你学到了interpolant背后的概念在使用waypointTrajectory,并显示如何复制一个场景和少量的锚点。

参考