自动驾驶汽车在传感器的帮助下准确地找到路及周围目标状态等周围环境信息。为了确保在任何可能的情况下都能做到这一点,车辆、控制器和传感器在早期开发阶段都需要得到了有效的验证:因此一个智能驾驶仿真软件环境模型、传感器模型是算法在虚拟仿真中通过大量的测试用例进行测试的前提。
从今天开始小明师兄和大家一起学习PreScan中的传感器模型,这也是PreScan相比其它仿真软件的优势所在。
PreScan的传感器可以分为三类,即:
->理想化传感器模型
o AIR:交通参与者信息接收器
o Beacon/OBU
->详细传感器模型
o 摄像头传感器
o 鱼眼相机传感器
o TIS:技术独立传感器
o 激光雷达传感器
o 雷达传感器
o 超声波传感器
->地面真值传感器模型
o 车道标记传感器
o 分析性车道标记传感器
o 深度相机
o 边界矩形传感器
o 物体摄像机传感器
o 图像分割传感器
o 点云传感器
除了上述传感器外,传感器库还包含了以下内容
传感器安装支架:三角架,可以在道路上安装各种传感器,实现传感器在路端的布置,是实现车路协同的基础。
此外,仿真中的交通参与者还包含一个:自身端口
物体检测有两种类型的传感器。其区别如下表所示
理想传感器AIR实际传感器TIS / Lidar / Radar / Ultrasonic
快速,实时较慢:非实时
无障碍视野(无遮挡物)。视线受阻(被遮挡的物体)
边界盒检测实际几何检测
Beacon/OBU
使用Beacon和车载单元(OBU)可以在基础道路设施和车辆之间交换信息。这是一个双向通信系统:每个Beacon和OBU都有发射器和接收器端口。一个典型的例子是,一个Beacon连接到一个悬架上,一个OBU连接到一个交通参与者上。
Beacon被建模为一个锥体。如果一个OBU在锥体中,它就可以与Beacon通信。有两种传感原理可供选择(下表为概述)。
RF:射频信号。OBU应在信标的光束中。
IR:红外线信号。观察站应在信标的光束内,并应与信标保持直接的视线(因此,被遮挡的视线会阻碍通信!)
RF IR
迅速较慢
无遮挡物遮挡物
射频OBU用一个点来表示,红外OBU用一个矩形框来表示,其尺寸可以在编辑器中通过对象特定信息字段中的Length、Width和Height属性来设置。
IR OBU用矩形框表示,其尺寸可以在编辑器中通过对象特定信息字段中的Length、Width和Height属性进行设置。它们默认为0.1m。
默认的盒子尺寸可以在传感器下的通用设置菜单中为每个实验设置。这个盒子的检测方式与TIS检测物体的方式类似。
对象配置
安装位置:
变量 描述 默认
Position & orientation相对于悬空/交通参与者的位置和方向。悬顶中部/挡风玻璃前
Range (Beacon only)信标仍能探测到OBU的范围。50 m (RF) / 20 m (IR)
Cone angle (Beacon only)信标可以探测到OBU的锥体。45 degs
Maximum number of detectable OBUs (Beacon only)一个信标可同时与之通信的最大OBU数量。它将与范围内最近的OBU通信。5
Maximum numberof detectable beacons (OBUonly)一个OBU在同一时间可以与之通信的最大数量的信标。它将与范围内最近的信标进行通信。2
降低红外信标的射程和/或锥角将提高仿真性能。增加红外信标箱的所有长度、宽度和高度的最小值也会提高仿真性能。
更宽的角度将覆盖更大的区域,因此数据空间更大。如果角度接近180度,所需的数据空间就会变成无限大,电脑容易卡死。谨慎使用大角度。另外,也可以修改方案,通过减小角度和/或范围,使传感器使用更少的资源。
如果在仿真模式下,MATLAB说明 "由于内存限制,无法初始化图像",则说明使用的数据空间太大。为了解决这个问题,可以配置MATLAB以向Java虚拟机提供更多的内存(堆空间)。如何做到这一点,取决于MATLAB的版本。
端口
在 "常规设置 "的 "信标和OBU设置"选项卡上,可以定义发射端口的名称。请注意,信标的发送端口连接到OBU的接收端口,反之亦然,请参见Simulink表示法。
Simulink表示法
信标发射的信号由OBU接收,反之亦然,见下图。
为了方便参考,在仿真中活动的对象列表中,取了信标和OBU的ID,在下面的例子中,连接在马自达上的OBU的ID是4,连接在悬空上的信标的ID是3。
下面是Beacon和OBU的Simulink表示。对于每个端口,信标的输出数量等于可检测的OBU的最大数量。检测到的信标/OBU根据最近的距离排序。OBU的输出数量等于最大的可检测信标数量。
OBU ID输出信号的类型为uint32,而其他输出信号(Velocity ... spare_15)为双倍。
传送数据
通过将数据信号附加到发射模块输入端口之一,数据可以从Beacon传输到OBU,反之亦然。
VehicleType 和BeaconType 输入端口需要一个 uint32 信号,而spare_1 ... spare_15 则需要一个double。
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