trackGOSPAMetric

Обобщенное оптимальное присвоение подшаблона (GOSPA) метрика

Описание

trackGOSPAMetric Система object™ вычисляет обобщенную оптимальную метрику присвоения подшаблона между набором дорожек и известными истинами.

Для получения дополнительной информации см. Метрику GOSPA и [1].

Вычислить обобщенную метрику выравнивания подшаблона:

Создайте trackGOSPAMetric объект и набор его свойства.
Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.

Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты? MATLAB.

Создание

Синтаксис

GOSPAMetric = trackGOSPAMetric

GOSPAMetric = trackGOSPAMetric(Name,Value)

Описание

GOSPAMetric = trackGOSPAMetric создает trackGOSPAMetric Системный объект со значениями свойств по умолчанию.

GOSPAMetric = trackGOSPAMetric(Name,Value) свойства наборов для trackGOSPAMetric объект с помощью одной или нескольких пар "имя-значение". Например, GOSPAMetric = trackGOSPAMetric('CutoffDistance',5) создает trackGOSPAMetric объект с расстоянием сокращения равняется 5. Заключите имена свойства в кавычки.

Свойства

развернуть все

Если в противном случае не обозначено, свойства являются ненастраиваемыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируют, когда вы вызываете их и release функция разблокировала их.

Если свойство является настраиваемым, можно изменить его значение в любое время.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Используя Системные объекты (MATLAB).

`CutoffDistance` — Порог для расстояния сокращения между дорожкой и истиной
30 (значение по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

Порог для расстояния сокращения между дорожкой и истиной в виде действительной положительной скалярной величины. Истина присвоена дорожке, только если расстояние между дорожкой и известной истиной меньше этого расстояния.

Пример: 40

Типы данных: single | double

`Order` — Порядок метрики GOSPA
2 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Порядок метрики GOSPA в виде положительного целого числа.

Пример 1

Типы данных: single | double

`Alpha` — Альфа-параметр метрики GOSPA
2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0, 2]

Альфа-параметр метрики GOSPA в виде положительной скалярной величины в области значений [0, 2].

Пример 1

Типы данных: single | double

`SwitchingPenalty` — Штраф за переключение присвоения
0 | неотрицательный действительный скаляр

Штраф за присвоение, переключающееся в виде неотрицательного действительного скаляра.

Пример: 1.2

`Distance` — Тип расстояния
`'posnees'` (значение по умолчанию) | `'velnees'` | `'posabserr'` | `'velabserr'` | `'custom'`

Тип расстояния в виде 'posnees', 'velnees', 'posabserr', 'velabserr', или 'custom'. Это свойство задает физическое количество, используемое в расчетах расстояния:

'posnees' – Нормированная ошибка оценки придала квадратную форму (NEES) положения дорожки
'velnees' – Ошибка NEES скорости дорожки
'posabserr' – Абсолютная погрешность положения дорожки
'velabserr' – Абсолютная погрешность скорости дорожки
'custom' – Пользовательская ошибка по дальности

Если вы задаете Distance свойство как 'custom', необходимо также задать функцию расстояния в DistanceFcn свойство.

`DistanceFcn` — Пользовательская функция расстояния
указатель на функцию

Пользовательская функция расстояния в виде указателя на функцию. Функция должна поддержать этот синтаксис:

d = myCustomFcn(track,truth)

где track структура или объект информации о дорожке, truth структура или объект информации об истине и d расстояние между истиной и дорожкой. Смотрите objectTrack для примера о том, как организовать информацию для предполагаемых дорожек и дорожек истины.

Пример: @myCustomFcn

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите Distance свойство к 'custom'.

`MotionModel` — Желаемая модель движения платформы
`'constvel'` (значение по умолчанию) | `'constacc'` | `'constturn'`

Желаемая модель движения платформы в виде 'constvel', 'constacc', или 'constturn'. Это свойство выбирает модель движения, используемую tracks входной параметр.

Модели движения ожидают 'State' поле tracks введите, чтобы иметь вектор-столбец, содержащий эти значения:

'constvel' — Постоянная скоростная модель движения формы [x; vx; y;; z;], где x, y, и z являются координатами положения и vx, vy, vz, являются скоростными координатами.
'constacc' — Постоянная ускоряющая модель движения формы [x; vx; ax; y;; да; z;; азимут], где x, y, и z являются координатами положения, vx, vy, vz, является скоростными координатами, и ax, да, азимут ускоряющие координаты.
'constturn' — Постоянная модель движения поворота формы [x; vx; y;; тета; z;], где x, y, и z являются координатами положения, vx, vy, vz, являются скоростными координатами, и тета является уровнем отклонения от курса.

'StateCovariance' поле tracks введите должен иметь положение, скорость и ковариации угловой скорости вращения в строках и столбцах, соответствующих положению, скорости и угловой скорости вращения 'State' поле tracks входной параметр. 'StateCovariance' требуется только если 'posnees' или 'velnees' выбран в Distance свойство.

`TrackIdentifierFcn` — Отследите функцию идентификатора
`@defaultTrackIdentifier` (значение по умолчанию) | указатель на функцию

Отследите функцию идентификатора в виде указателя на функцию. Функция извлекает ID дорожки из tracks входной параметр. Функция должна поддержать следующий синтаксис:

trackids = trackIdentifier(tracks)

где

tracks массив структур или объектов, содержащих информацию дорожек.
trackids числовой массив одного размера с tracks.

Для примера отслеживаемого объекта смотрите objectTrack. Если вы используете функцию идентификатора по умолчанию, defaultTrackIdentifier, необходимо включать ID дорожки в tracks как значение TrackID поле или свойство.

Пример: @myTrackIdetifier

`TruthIdentifierFcn` — Функция идентификатора истины
`@defaultTruthIdentifier` (значение по умолчанию) | указатель на функцию

Идентификатор истины функционирует в виде указателя на функцию. Функция извлекает ID истины из truths входной параметр. Функция должна поддержать следующий синтаксис:

truthIDs = truthIdentifier(truths)

где

truths массив структур или объектов, содержащих информацию истин.
truthIDs числовой массив одного размера с truths.

Если вы использование функции идентификатора по умолчанию, defaultTruthIdentifier, необходимо включать ID истины в truths как значение PlatformID поле или свойство.

Пример: @myTruthIdetifier

`HasAssignmentInput` — Включите вход присвоения
`false` (значение по умолчанию) | `true`

Включите вход присвоения в виде true или false. Это свойство позволяет обеспечить assignment введите на каждом временном шаге. Вычисленная метрика GOSPA использует входное присвоение, чтобы вычислить компонент локализации.

Типы данных: логический

Использование

Синтаксис

sGOSPA = GOSPAMetric(tracks,truths)

[sGOSPA,GOSPA,switching] = OSPAMetric(tracks,truths)

[___] = GOSPAMetric(tracks,truths,assignment)

[sGOSPA,GOSPA,switching,localization,missTarget,falseTrack] = GOSPAMetric(___)

Описание

sGOSPA = GOSPAMetric(tracks,truths) возвращает метрику GOSPA между набором дорожек и истинами, включая переключающийся штраф. Значение переключающегося штрафа, включенного в метрику, зависит от SwitchingPenalty свойство. По умолчанию метрика использует присвоения глобального самого близкого соседа (GNN) в токе и предыдущем шаге, чтобы решить, переключаются ли дорожки.

[sGOSPA,GOSPA,switching] = OSPAMetric(tracks,truths) также возвращает компонент GOSPA и переключающийся компонент.

[___] = GOSPAMetric(tracks,truths,assignment) позволяет вам задавание текущих присвоений между дорожками и истинами, используемыми в метрической оценке. Можно возвратить выходные параметры как любой из предыдущих синтаксисов.

Чтобы использовать этот синтаксис, установите HasAssignmentInput свойство к true.

пример

[sGOSPA,GOSPA,switching,localization,missTarget,falseTrack] = GOSPAMetric(___) также возвращает локализацию пропущенный целевой компонент компонента и ложный компонент дорожки. Можно использовать любую из входных комбинаций в предыдущих синтаксисах.

Чтобы использовать этот синтаксис, установите значение Alpha свойство к 2.

Входные параметры

развернуть все

`tracks` — Отследите информацию
массив структур | массив объектов

Отследите информацию в виде массива структур или объектов для встроенных функций расстояния. Каждая структура или объект должна содержать State как поле или свойство. Кроме того, если основанное на NEES расстояние (posnees или velnees) задан в Distance свойство, каждая структура или объект должна также содержать StateCovariance как поле или свойство. Кроме того, если функция идентификатора дорожки по умолчанию используется в TrackIdentifierFcn свойство, затем каждая структура или объект должна также содержать TrackID как поле или свойство. Смотрите objectTrack для примера отслеживаемого объекта.

Типы данных: struct | object

`truths` — Информация об истине
массив структур | массив объектов

Информация об истине в виде массива структур или объектов для встроенных функций расстояния. Каждая структура или объект должна содержать Position и Velocity как поля или свойства. Если функция идентификатора истины по умолчанию используется в TruthIdentifierFcn свойство, затем каждая структура или объект должна также содержать PlatformID как поле или свойство.

Типы данных: struct | object

`assignment` — Известное текущее присвоение
N-by-2 матрица неотрицательных целых чисел

Известное текущее присвоение в виде N-by-2 матрица неотрицательных целых чисел. Первыми элементами столбца являются идентификаторы дорожки, и вторыми элементами столбца являются идентификаторы истины. Идентификаторы в той же строке являются дорожками и истинами, присвоенными друг другу. Если дорожка (или истина) не присвоена, задайте 0 как тот же элемент строки для истины (или дорожка).

Типы данных: single | double

Выходные аргументы

развернуть все

`sGOSPA` — Метрика GOSPA включая переключение компонента
неотрицательный действительный скаляр

Метрика GOSPA включая переключение компонента, возвращенного как неотрицательный действительный скаляр.

`GOSPA` — Метрика GOSPA
неотрицательный действительный скаляр

Метрика GOSPA, возвращенная как неотрицательный действительный скаляр.

`switching` — Переключение компонента
неотрицательный действительный скаляр

Переключение компонента, возвращенного как неотрицательный действительный скаляр.

`localization` — Компонент локализации
неотрицательный действительный скаляр

Компонент локализации, возвращенный как неотрицательный действительный скаляр.

`missTarget` — Пропущенный целевой компонент
неотрицательный действительный скаляр

Пропущенный целевой компонент, возвращенный как неотрицательный действительный скаляр.

`falseTrack` — Ложный компонент дорожки
неотрицательный действительный скаляр

Ложный компонент дорожки, возвращенный как неотрицательный действительный скаляр.

Функции объекта

Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:

release(obj)

развернуть все

Характерный для всех системных объектов

`step`	Запустите алгоритм Системного объекта
`release`	Высвободите средства и позвольте изменения в значениях свойств Системного объекта и введите характеристики
`reset`	Сбросьте внутренние состояния Системного объекта
`clone`	Создайте объект дублированной системы
`isLocked`	Определите, используется ли Системный объект

Примеры

свернуть все

Оцените результаты отслеживания Используя метрику GOSPA

Скрипт Open Live Script

Загрузите записанные заранее данные.

load trackmetricex tracklog truthlog;

Создайте trackGOSPAMetric объект и набор SwitchingPenalty к 5.

tgm = trackGOSPAMetric('SwitchingPenalty',5);

Создайте выходные переменные.

lgospa = zeros(numel(tracklog),1);
gospa = zeros(numel(tracklog),1);
switching = zeros(numel(tracklog),1);
localization = zeros(numel(tracklog),1);
missTarget = zeros(numel(tracklog),1);
falseTracks = zeros(numel(tracklog),1);

После извлечения дорожек и основных истин, запустите метрику GOSPA.

for i = 1:numel(tracklog)
    tracks = tracklog{i};
    truths = truthlog{i};
    [lgospa(i),gospa(i),switching(i),localization(i),missTarget(i),falseTracks(i)] = tgm(tracks,truths);
end

Визуализируйте результаты.

plot([lgospa gospa switching localization missTarget falseTracks])
legend('Labeled GOSPA','GOSPA','Switching Component',...
    'Localization Component','Missed Target Component','False Tracks Component')

Алгоритмы

развернуть все

Метрика GOSPA

Во время t _k список истин:

$X = [x_{1}, x_{2}, \dots, x_{m}]$

Во время t _k средство отслеживания получает список дорожек:

$Y = [y_{1}, y_{2}, \dots, y_{n}]$

В общем случае метрика GOSPA включая переключающийся компонент (SGOSPA):

$S G O S P A = {(G O S P A^{p} + S C^{p})}^{1 / p}$

где p является порядком метрики, SC является переключающимся компонентом, и GOSPA является основной метрикой GOSPA.

Принимая m ≤ n, GOSPA:

$G O S P A = {[\sum_{i = 0}^{m} d_{c}^{p} (x_{i}, y_{π (i)}) + \frac{c^{p}}{α} (n - m)]}^{1 / p}$

где d_{, c} является основанным на сокращении расстоянием и y _{π (i)}, представляет дорожку, присвоенную истине x _i. Основанное на сокращении расстояние d _c задано как:

$d_{c} (x, y) = \min {d_{b} (x, y), c}$

где c является порогом расстояния сокращения и d_{, b} (x, y) является основным расстоянием между дорожкой x и истиной y, вычисленный функцией расстояния, заданной в Distance свойство. Основанное на сокращении расстояние d _c является меньшим значением d _b и c. α является альфа-параметром, заданным в Alpha свойство.

Переключающийся SC компонента:

$S C = S P \times n_{s}^{1 / p}$

где SP является переключающимся штрафом, заданным SwitchingPenalty свойство и n _s являются количеством переключателей. Когда дорожка переключает присвоение от одной истины до другой истины, количество переключения считается как 1. Когда дорожка переключается от присвоенного до неприсвоенного или переключается от неприсвоенного до присвоенного, количество переключения считается как 0,5. Например, как показано в таблице, Дорожки 1 и 2 оба переключенные на различные истины, тогда как Дорожка 3 переключенных от присвоенного до неприсвоенного. Поэтому общее количество переключения 2.5.

Отследите переключающийся сценарий

Предыдущий		Текущий
Дорожки	Истины	Дорожки	Истины
1	3	1	7
2	5	2	3
3	7	3	0

Когда α = 2, метрика GOSPA может уменьшать до трех компонентов:

$G O S P A = {[l o c^{p} + m i s s^{p} + f a l s e^{p}]}^{1 / p}$

Компонент локализации (loc) вычисляется как:

$l o c = {[\sum_{i = 1}^{h} d_{b}^{p} (x_{i}, y_{π (i)})]}^{1 / p}$

где h является количеством нетривиальных присвоений. Тривиальное присвоение - когда дорожка не присвоена никакой истине. Пропущенный целевой компонент вычисляется как:

$m i s s = \frac{c}{2^{1 / p}} {(n_{m i s s})}^{1 / p}$

где n _miss является количеством пропущенных целей. Ложный компонент дорожки вычисляется как:

$f a l s e = \frac{c}{2^{1 / p}} {(n_{f a l s e})}^{1 / p}$

где n _false является количеством ложных дорожек.

Если m> n, просто обменный m и n в формулировке, чтобы получить метрику GOSPA.

Ссылки

[1] Rahmathullash, A. S. А. Ф. Гарсия-Фернандес и Л. Свенсон. "Обобщенная Оптимальная Метрика Присвоения Подшаблона". 20-я Международная конференция по вопросам информационного Fusion (Fusion), стр 1–8, 2017.

Документация

trackGOSPAMetric

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

CutoffDistance — Порог для расстояния сокращения между дорожкой и истиной30 (значение по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

Order — Порядок метрики GOSPA2 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Alpha — Альфа-параметр метрики GOSPA2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0, 2]

SwitchingPenalty — Штраф за переключение присвоения0 | неотрицательный действительный скаляр

Distance — Тип расстояния 'posnees' (значение по умолчанию) | 'velnees' | 'posabserr' | 'velabserr' | 'custom'

DistanceFcn — Пользовательская функция расстояния указатель на функцию

Зависимости

MotionModel — Желаемая модель движения платформы 'constvel' (значение по умолчанию) | 'constacc' | 'constturn'

TrackIdentifierFcn — Отследите функцию идентификатора @defaultTrackIdentifier (значение по умолчанию) | указатель на функцию

TruthIdentifierFcn — Функция идентификатора истины @defaultTruthIdentifier (значение по умолчанию) | указатель на функцию

HasAssignmentInput — Включите вход присвоения false (значение по умолчанию) | true

Использование

Синтаксис

Описание

Входные параметры

tracks — Отследите информацию массив структур | массив объектов

truths — Информация об истине массив структур | массив объектов

assignment — Известное текущее присвоение N-by-2 матрица неотрицательных целых чисел

Выходные аргументы

sGOSPA — Метрика GOSPA включая переключение компонента неотрицательный действительный скаляр

GOSPA — Метрика GOSPA неотрицательный действительный скаляр

switching — Переключение компонента неотрицательный действительный скаляр

localization — Компонент локализации неотрицательный действительный скаляр

missTarget — Пропущенный целевой компонент неотрицательный действительный скаляр

falseTrack — Ложный компонент дорожки неотрицательный действительный скаляр

Функции объекта

Характерный для всех системных объектов

Примеры

Оцените результаты отслеживания Используя метрику GOSPA

Алгоритмы

Метрика GOSPA

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Введенный в R2020a

Документация Sensor Fusion and Tracking Toolbox

Поддержка

`CutoffDistance` — Порог для расстояния сокращения между дорожкой и истиной
30 (значение по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

`Order` — Порядок метрики GOSPA
2 (значение по умолчанию) | положительное целое число

`Alpha` — Альфа-параметр метрики GOSPA
2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0, 2]

`SwitchingPenalty` — Штраф за переключение присвоения
0 | неотрицательный действительный скаляр

`Distance` — Тип расстояния
`'posnees'` (значение по умолчанию) | `'velnees'` | `'posabserr'` | `'velabserr'` | `'custom'`

`DistanceFcn` — Пользовательская функция расстояния
указатель на функцию

`MotionModel` — Желаемая модель движения платформы
`'constvel'` (значение по умолчанию) | `'constacc'` | `'constturn'`

`TrackIdentifierFcn` — Отследите функцию идентификатора
`@defaultTrackIdentifier` (значение по умолчанию) | указатель на функцию

`TruthIdentifierFcn` — Функция идентификатора истины
`@defaultTruthIdentifier` (значение по умолчанию) | указатель на функцию

`HasAssignmentInput` — Включите вход присвоения
`false` (значение по умолчанию) | `true`

`tracks` — Отследите информацию
массив структур | массив объектов

`truths` — Информация об истине
массив структур | массив объектов

`assignment` — Известное текущее присвоение
N-by-2 матрица неотрицательных целых чисел

`sGOSPA` — Метрика GOSPA включая переключение компонента
неотрицательный действительный скаляр

`GOSPA` — Метрика GOSPA
неотрицательный действительный скаляр

`switching` — Переключение компонента
неотрицательный действительный скаляр

`localization` — Компонент локализации
неотрицательный действительный скаляр

`missTarget` — Пропущенный целевой компонент
неотрицательный действительный скаляр

`falseTrack` — Ложный компонент дорожки
неотрицательный действительный скаляр

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.