基于Matlab的山区监视场景建模仿真（附源码）

此示例演示如何对山区的监视场景进行建模，在该区域，地形可能会遮挡监视雷达的地面和飞行器。可以使用数字地形高程数据 （DTED） 文件中的地理参考地形数据定义追踪方案，创建遵循地形的轨迹，模拟该方案，并使用多对象追踪器追踪目标。

一、创建场景并添加地形

首先创建以地球为中心的跟踪方案，然后使用方案对象函数添加地形数据。可以将地形指定为高度值矩阵，或者像本示例中那样，指定为 DTED 文件。此方案中使用的 DTED 跨越北纬 39 到 40 度之间，经度在西经 105 到 106 度之间。这相当于美国科罗拉多州的一个山区。添加到场景中的所有曲面都由对象管理。

接下来，向方案中添加三个平台。第一个平台是一架无人机，在离地面20米的恒定高度飞行。使用以下策略定义遵循地形的轨迹：

第二个平台是沿着山口路行驶的地面车辆。坐标和时间值保存在文件中。

第三个平台是雷达塔。该塔位于山顶上，安装在山顶上的地面和空中监视雷达盯着地面和向东南方向的天空。将属性设置为 true 以报告高程，这在跟踪高程经常变化的地形时非常重要。

定义跟踪系统

使用多目标跟踪器跟踪无人机和地面车辆。使用默认的等速运动模型，该模型对于跟踪移动缓慢的目标非常有效。略微增加“任务阈值”属性，以考虑雷达在远距离侦测时较大的测量噪声。

二、创建可视化并模拟场景

使用跟踪全球视图对象可视化场景。默认情况下，查看器对象不显示地形。首先，使用添加自定义程序添加 DTED 文件。然后将该属性指定为 DTED 文件名，以便在查看器中可视化地形。该函数将 DTED 保存到某个位置，并且该函数应仅使用一次。此外，指定属性以缩小雷达覆盖范围并减少视觉混乱。但是，这导致查看器中显示的覆盖范围不再反映雷达的实际范围。使用对象的对象函数记录和可视化遮挡历史记录。查看器中使用的图例如下所示。

在下图中，左轴上的遮挡图通过显示目标随时间变化的遮挡状态来帮助分析场景。这提供了了解雷达检测不可用的原因以及为什么在某些时期内会掉落轨迹的信息。右轴上的 OSPA 指标图对跟踪器性能进行了定量评估，并显示了跟踪性能与遮挡状态的相关性。

下面提供了模拟中两个特定周期的分析。

上面显示了大约100秒的模拟片段，对应于无人机进入雷达山脚下的遮挡区域的时间。请注意，轨道已滑行，并且由于缺乏观测值，其相关的不确定性会增加，直到将其删除。先前的 OSPA 图在滑行过程中缓慢增加，然后在跟踪删除时跳到阈值。与此同时，在路上行驶的地面车辆被遮挡，因此没有被发现。

第二个图 显示了大约 155 秒的模拟后期。无人机和地面车辆都没有被遮挡，如遮挡状态图所示，除了无人机经过山脉之间的鞍座点的那一刻。轨道被短暂滑行，并在下一个可用的雷达探测中恢复。这段时间的模拟在遮挡和OSPA图上也很明显。遮挡状态切换后，性能开始下降（OSPA 值增加），但当状态再次切换时，性能会立即恢复。

最后，在模拟结束时拍摄地球查看器的快照，以全面了解场景。

地面目标和无人机的真实轨迹以白色显示，而轨迹则用彩色线条表示。无人机轨道的三个部分分别以黄色、绿色和紫色显示。地面车辆履带以蓝色和橙色显示。在这种特定情况下，较长的遮挡时间使跟踪器难以为每个目标维护唯一的跟踪 ID。

三、结论

在此示例中，学习了如何在跟踪方案中包含来自 DTED 文件的地形数据，以及如何使用 的属性来查询地形上的高度和遮挡信息。这允许创建遵循地形的轨迹，例如车辆沿着山口道路或无人机在地面上恒定高度飞行的轨迹。还模拟了考虑地形遮挡的雷达检测，并使用简单的跟踪系统来跟踪目标。对于在长时间地形遮挡后难以识别的目标，可以使用依赖于外观或雷达信号特征的替代技术来重新识别丢失的车辆。

四、程序

 使用Matlab，点击打开。

打开下面的“TrackWithTerrainOcclusionsExample.mlx”文件，点击运行，就可以看到上述效果。

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转载：https://blog.csdn.net/weixin_45770896/article/details/127577406