PreScan传感器(一)——AIR传感器

AIR传感器是理想传感器，可以直接输出检测到的目标物，且目标物不受遮挡影响。

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目录

1. 介绍

2. 数据配置​

3. AIR传感器的检测步骤

4. AIR传感器的输出数据

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1. 介绍

AIR传感器(Air Information Receiver)，提供了一种快速、简单且通用的检测方案。

AIR主要用于传感器简单应用的场景，如调整控制器(ACC)和决策算法的测试。此处的简单是指无需利用传感器的原始信息，只应用上层数据，如距离、角度等信息。

AIR传感器能够提供比较准确的信息，但是如果需要更详细的数据，或根据某种扫描原理使用传感器，建议使用TIS传感器。

2. 数据配置

通过位置、方向、视角、检测范围来配置AIR传感器，同时可设置AIR传感器检测到的目标个数，具体见图1。

检测原则：AIR传感器提供了3个检测原则，具体见图2：

• BBox：测量到对象边界框的距离
• 中心：测量到对象边界框中心的距离；
• CoG：测量距离对象中心的距离。

                                                          图1 AIR传感器的配置

                                                            图2 AIR传感器的检测方式

默认情况下，环境和基础结构目标对于AIR传感器是不可见的，若要使其可见，需要打开目标配置对话框并选中“可检测到的传感器”，如图3：

                                                          图3 环境的可视化

3. AIR传感器的检测步骤

AIR传感器检测到的物体是Visible objects，每个visible object由bounding box(图片中以黄线点)表示，是包围对象的矩形框。AIR传感器通过位置和角度规定了一个检测区域(具体见配置部分)。AIR传感器检测束的形状为具有圆形边缘的锥形。具体检测步骤为：

1.识别检测到的目标物，包含以下之一:

• bounding box的一个角点在传感光束内；
• bounding box的中心在传感光束内；
• 检测点在传感光束内；

2.确定检测点，仅考虑检测到的对象(来自步骤一)，检测点是：

• 若检测距离类型是CoG，则是对象重心；
• 若检测距离类型是Center,则是对象中心；
• 若检测距离类型是BBox,则是传感坐标系原点到bounding box中心连线与bounding box一条边界线的交点；

注：此时检测点可能在sensor beam外部

3. 确定距离和角度，具体计算过程：

• 距离：sensor axis system到检测点的距离
• azimuth angle：传感器坐标xy平面上，sensor x-axis到检测线的角度；
• elevation angle:传感器坐标xz平面上，sensor x-axis到检测线的角度。

注：(1)AIR传感器可检测到所有传感器光束内的目标，不考虑目标遮挡。(2)不会检测到地平面以下(z<0)的物体

使用AIR传感器，需要注意以下几点：

• AIR传感器到检测点的距离——并不总是最短距离；
• AIR传感器考虑了bounding box shape——并不是物体实际形状；
• AIR传感器检测到点可以在sensor beam之外；
• 如果bounding box corner，bounding box中心和检测点都在sensor beam之外，则不会检测到目标；
• AIR传感器输出目标物是在sensor beam中可见的，不考虑遮挡。

4. AIR传感器的输出数据

对于每个检测到的目标，具体输出信息为：

• 距离(m)：传感器坐标原点到目标的距离；
• 方位角θ(degs)：azimuth(水平扫射)方向上的角度；
• 仰角φ(degs)：  elevation(垂直扫射)方向上的角度；
• ID(n)：检测到目标的ID号，通常是prescan自动编号；
• 速度(m/s)：检测到目标的纵向速度(从目标物的里程表中读取)；
• 航向度(degs)：检测道目标的罗盘航向(行驶方向，N=0度，E=90度，S=180度，W=270度)。

                                                               图4 目标物的输出示例

Simulink中，目标物的输出表示

Range(m)	被测目标与传感器坐标的距离
theta(degs)	azimuth方向的检测角度
phi(degs)	elevation方向的检测角度
ID(n)	被测目标的序列号
Velocity(m/s)	被测目标的纵向距离
Heading(degs)	被测物的航向角(North=0,East=90,South=180,West=270)