Глобальный ближайший соседний мультиобъектный трекер

Мультисенсорный, многообъектный трекер с назначением GNN

Библиотека:
Панель инструментов для слияния и отслеживания датчиков/алгоритмы отслеживания нескольких объектов

Описание

Блок Global Nearest Neighbor Multi Object Tracker способен обрабатывать обнаружения многих целей от нескольких датчиков, так же, как и trackerGNN object™ системы. Трекер инициализирует, подтверждает, прогнозирует, корректирует и удаляет дорожки на основе глобального алгоритма назначения ближайшего соседа (GNN). Трекер оценивает вектор состояния и матрицу ковариации вектора состояния для каждой дорожки. Каждое обнаружение назначается максимум одной дорожке. Если обнаружение не может быть назначено какой-либо дорожке, трекер инициализирует новую дорожку.

Любой новый трек начинается в предварительном состоянии. Если предварительной дорожке назначено достаточно обнаружений, ее статус изменяется на подтвержденный. Если обнаружение уже имеет известную классификацию ( ObjectClassID поле возвращаемой дорожки ненулевое), эта трасса подтверждается немедленно. Когда дорожка подтверждена, трекер считает, что дорожка представляет физический объект. Если обнаружения не назначены дорожке в пределах заданного количества обновлений, дорожка удаляется.

Порты

Вход

развернуть все

`Detections` - Список обнаружения
Шина Simulink ®, содержащая структуру ^MATLAB ®

Список обнаружения, указанный как шина Simulink, содержащая структуру MATLAB. Структура имеет вид:

Область	Описание	Напечатать
`NumDetections`	Количество обнаружений	целое число
`Detections`	Обнаружения объектов	Массив структур обнаружения объектов. Первое `NumDetections` из этих обнаружений являются фактическими обнаружениями.

Поля Detections являются:

Область	Описание	Напечатать
`Time`	Время измерения	`single` или `double`
`Measurement`	Измерения объектов	`single` или `double`
`MeasurementNoise`	Ковариационная матрица шума измерения	`single` или `double`
`SensorIndex`	Уникальный идентификатор датчика	`single` или `double`
`ObjectClassID`	Идентификатор классификации объектов	`single` или `double`
`MeasurementParameters`	Параметры, используемые функциями инициализации фильтров слежения	Шина Simulink
`ObjectAttributes`	Дополнительная информация передана трекеру	Шина Simulink

Посмотрите objectDetection для получения более подробных пояснений по этим полям.

Примечание

Структура обнаружения объекта содержит Time поле. Метка времени каждого обнаружения объекта должна быть меньше или равна времени текущего вызова блока. Тег времени также должен быть больше времени обновления, указанного в предыдущем вызове блока.

`Prediction Time` - Отслеживание времени обновления
действительный скаляр

Время обновления отслеживания, указанное как действительный скаляр в секундах. Трекер обновляет все дорожки до этого времени. Время обновления всегда должно увеличиваться с каждым вызовом блока. Единицы измерения в секундах. Время обновления должно быть не менее наибольшего Time задается на входном порте Detections.

Если этот порт не активизирован, время обновления определяется синхросигналом моделирования, управляемым Simulink.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, на вкладке Port Setting установите для параметра Prediction time source значение Input port.

`Cost Matrix` - Матрица затрат
вещественно-значная матрица Nt-by-Nd

Матрица затрат, заданная как действительная матрица Nt-by-Nd, где Nt - количество существующих дорожек, а Nd - количество текущих обнаружений.

Строки матрицы затрат соответствуют существующим дорожкам. Столбцы соответствуют обнаружениям. Дорожки упорядочиваются по мере их появления в списке дорожек в выходном порту All Tracks при предыдущем вызове блока.

При первом обновлении трекера или при отсутствии предыдущих треков назначьте матрице затрат размер [0, Nd]. Стоимость должна быть рассчитана так, чтобы более низкие затраты указывали на более высокую вероятность того, что трекер назначит обнаружение дорожке. Чтобы предотвратить назначение определенных обнаружений определенным дорожкам, используйте Inf.

Если этот порт не активирован, фильтр, инициализированный функцией инициализации фильтра, вычисляет матрицу затрат с помощью метода расстояния.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, на вкладке Port Setting выберите Enable cost matrix input.

`Detectable TrackIDs` - Обнаруживаемые идентификаторы дорожек
вещественно-значный вектор M-by-1 | вещественно-значная матрица M-by-2

Обнаруживаемые идентификаторы дорожек, заданные как действительный вектор M-by-1 или матрица M-by-2. Обнаруживаемые дорожки - это дорожки, которые датчики ожидают обнаружить. Первый столбец матрицы содержит список идентификаторов дорожек, которые датчики сообщают как обнаруживаемые. Второй столбец содержит вероятность обнаружения дорожки. Вероятность обнаружения либо сообщается датчиком, либо, если не сообщается, получается из вероятности обнаружения, используемой для параметра оценки дорожки.

Треки, идентификаторы которых не включены в обнаруживаемые идентификаторы TrackID, считаются необнаруживаемыми. Логика удаления дорожки не засчитывает отсутствие обнаружения как «пропущенное обнаружение» для целей удаления дорожки.

Если этот порт не активизирован, то трекер предполагает, что все дорожки могут быть обнаружены при каждом вызове блока.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, на вкладке Port Setting выберите Enable detectable track ID Input.

`State Parameters` - Параметры состояния дорожки
Шина симулятора, содержащая структуру MATLAB

Параметры состояния отслеживания, заданные как шина Simulink, содержащая структуру MATLAB. Структура имеет вид:

Область	Описание
`NumParameters`	Количество нестандартных параметров состояния, указанных как неотрицательное целое число
`Parameters`	Массив структур параметров состояния

Блок использует значение Parameters поле для StateParameters поле сформированных дорожек. Эти параметры можно использовать для определения опорной рамки, в которой сообщается о дорожке, или других требуемых атрибутов сгенерированных дорожек.

Например, можно использовать следующую структуру для определения прямоугольной опорной рамки, исходная позиция которой находится в [10 10 0] метров и чья начальная скорость [2 -2 0] метров в секунду относительно кадра сценария.

Имя поля	Стоимость
`Frame`	`"Rectangular"`
`Position`	`[10 10 0]`
`Velocity`	`[2 -2 0]`

Зависимости

Чтобы включить этот порт, на вкладке Tracker Configuration выберите параметр Update track state parameters with time.

Продукция

развернуть все

`Confirmed Tracks` - Подтвержденные треки
Шина симулятора, содержащая структуру MATLAB

Подтвержденные дорожки, возвращенные как шина Simulink, содержащая структуру MATLAB. Структура имеет вид:

Область	Описание
`NumTracks`	Количество дорожек
`Tracks`	Массив структур дорожек длиной, заданной параметром Максимальное количество дорожек. Только первый `NumTracks` из них фактические треки.

Поля структуры дорожки отображаются в структуре дорожки.

В зависимости от логики пути, путь подтверждается, если:

История - трек получает по крайней мере M обнаружения в последнем N обновления. M и N указаны в пороговом значении подтверждения для History логика.
Балл - балл трека, по крайней мере, равен порогу подтверждения, указанному в пороговом значении подтверждения для Score логика.

`Tentative Tracks` - Предварительные направления
Шина симулятора, содержащая структуру MATLAB

Предварительные трассы, возвращенные в виде шины Simulink, содержащей структуру MATLAB. Трек является предварительным, прежде чем он будет подтвержден.

Поля структуры дорожки отображаются в структуре дорожки.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, на вкладке Port Setting выберите Enable tentative tracks output.

`All Tracks` - Подтвержденные и предварительные треки
Шина симулятора, содержащая структуру MATLAB

Сводный список подтвержденных и предварительных дорожек, возвращенных в виде шины Simulink, содержащей структуру MATLAB.

Поля структуры дорожки отображаются в структуре дорожки.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, на вкладке Port Setting выберите Enable all tracks output.

`Info` - Дополнительная информация для анализа обновлений отслеживания
Шина симулятора, содержащая структуру MATLAB

Дополнительная информация для анализа обновлений дорожки, возвращенная в виде шины Simulink, содержащей структуру MATLAB.

В этой таблице представлены поля информационной структуры:

Область	Описание
`TrackIDsAtStepBeginning`	Отслеживать идентификаторы при начале шага
`CostMatrix`	Матрица стоимости назначения
`Assignments`	Назначения, возвращенные функцией назначения
`UnassignedTracks`	Идентификаторы неназначенных дорожек, возвращенных из трекера
`UnassignedDetections`	Идентификаторы неназначенных обнаружений, возвращенные от трекера
`InitiatedTrackIDs`	Идентификаторы дорожек, инициированных во время шага
`DeletedTrackIDs`	Идентификаторы дорожек, удаленных во время шага
`TrackIDsAtStepEnd`	Отслеживать идентификаторы по завершении шага

Зависимости

Чтобы включить этот порт, на вкладке Port Setting выберите Enable information output.

Параметры

развернуть все

Управление трекером

`Filter initialization function` - Функция инициализации фильтра
`@initcvekf` (по умолчанию) | дескриптор функции | символьный вектор

Функция инициализации фильтра, заданная как дескриптор функции или как символьный вектор, содержащий имя допустимой функции инициализации фильтра. Трекер использует функцию инициализации фильтра при создании новых дорожек.

Toolbox™ слияния и отслеживания датчиков предоставляет множество функций инициализации, которые можно использовать:

Функция инициализации	Определение функции
`initcvabf`	Инициализация фильтра альфа-бета с постоянной скоростью
`initcaabf`	Инициализация альфа-бета-фильтра с постоянным ускорением
`initcvekf`	Инициализируйте расширенный фильтр Калмана с постоянной скоростью.
`initcackf`	Инициализация кубического фильтра с постоянным ускорением.
`initctckf`	Инициализация кубатурного фильтра с постоянной скоростью поворота.
`initcvckf`	Инициализация кубатурного фильтра постоянной скорости.
`initcapf`	Инициализация фильтра частиц с постоянным ускорением.
`initctpf`	Инициализация фильтра частиц с постоянной скоростью поворота.
`initcvpf`	Инициализация фильтра частиц с постоянной скоростью.
`initcvkf`	Инициализируйте линейный фильтр Калмана с постоянной скоростью.
`initcvukf`	Инициализация неописанного фильтра Калмана с постоянной скоростью.
`initcaekf`	Инициализация расширенного фильтра Калмана с постоянным ускорением.
`initcakf`	Инициализация линейного фильтра Калмана с постоянным ускорением.
`initcaukf`	Инициализация неописанного фильтра Калмана с постоянным ускорением.
`initctekf`	Инициализация расширенного фильтра Калмана с постоянной скоростью поворота.
`initctukf`	Инициализация неописанного фильтра Калмана с постоянной скоростью поворота.
`initcvmscekf`	Инициализируйте изменяемые сферические координаты с постоянной скоростью с расширенным фильтром Калмана.
`initrpekf`	Инициализация постоянного диапазона скоростей - параметризованный расширенный фильтр Калмана.
`initapekf`	Инициализируйте постоянный угол скорости-параметризованный расширенный фильтр Калмана.
`initekfimm`	Инициализация фильтра IMM отслеживания.

Также можно создать собственную функцию инициализации. Функция должна иметь следующий синтаксис:

filter = filterInitializationFcn(detection)

Входными данными для этой функции являются отчеты об обнаружении, подобные созданным objectDetection. Вывод этой функции должен быть объектом фильтра: trackingKF, trackingEKF, trackingUKF, trackingCKF, trackingPF, trackingMSCEKF, trackingGSF, trackingIMM, или trackingABF.

Чтобы помочь вам в написании этой функции, можно изучить подробные сведения о предоставленных функциях в MATLAB. Например:

type initcvekf

`Assignment algorithm name` - Имя алгоритма назначения
`'MatchPairs'` (по умолчанию) | `'Munkres'` | `'Jonker-Volgenant'` | `'Auction'` | `'Custom'`

Алгоритм назначения, указанный как 'MatchPairs', 'Munkres', 'Jonker-Volgenant', 'Auction', или 'Custom'. Munkres является единственным алгоритмом назначения, который гарантирует оптимальное решение, но он также является самым медленным, особенно для большого количества обнаружений и дорожек. Другие алгоритмы не гарантируют оптимального решения, но могут быть быстрее для проблем с 20 или более дорожками и обнаружениями. Использовать'Custom' чтобы определить собственную функцию назначения и указать ее имя в CustomAssignmentFcn собственность.

`Name of 'Custom' assignment function` - Имя пользовательской функции назначения
символьный вектор

Имя пользовательской функции назначения, указанное как символьная строка. Функция назначения должна иметь следующий синтаксис:

 [assignment,unTrs,unDets] = f(cost,costNonAssignment)

Пример функции назначения и описание ее аргументов см. в разделе assignmunkres.

Пример: 'mycustomfcn'

Зависимости

Чтобы включить это свойство, задайте для имени алгоритма назначения значение 'Custom'.

`Threshold for assigning detections to tracks` - Пороговое значение для назначения обнаружений дорожкам
`30*[1 Inf]` (по умолчанию) | положительный скаляр | вектор 1 на 2 положительных значений

Порог назначения обнаружений дорожкам (или порог стробирования), заданный как положительный скаляр или вектор 1 на 2 [C1, _С2], где _C1 ≤ _C2. Если указано как скаляр, указанное значение, val, будет расширено до [val ,Inf].

Первоначально трекер выполняет грубую оценку для нормализованного расстояния между всеми дорожками и обнаружениями. Трекер вычисляет только точное нормированное расстояние для комбинаций, грубое нормированное расстояние которых меньше C2. Кроме того, трекер может назначать обнаружение дорожке только в том случае, если их точное нормированное расстояние меньше C1. См. раздел distance функция, используемая с фильтрами слежения (например, trackingCKF и trackingEKF) для пояснения расчета расстояния.

Совет:

Увеличьте значение C2, если есть комбинации дорожки и обнаружения, которые должны быть рассчитаны для назначения, но не. Уменьшите его, если расчет затрат занимает слишком много времени.
Увеличьте значение C1, если есть обнаружения, которые должны быть назначены дорожкам, но не. Уменьшите его, если есть обнаружения, которые назначены дорожкам, которым они не должны быть назначены (слишком далеко).

`Maximum number of tracks` - Максимальное количество дорожек
`200` (по умолчанию) | положительное целое число

Максимальное количество дорожек, которое может поддерживать блок, указанное как положительное целое число.

`Maximum number of sensors` - Максимальное количество датчиков
`20` (по умолчанию) | положительное целое число

Максимальное количество датчиков, которые может обработать блок, указанное как положительное целое число. Это значение должно быть больше или равно самому высокому SensorIndex значение, введенное в порт ввода Detections.

`Out-of-sequence measurements handling` - Обработка несистематических измерений
`Terminate` (по умолчанию) | `neglect`

Обработка измерений вне последовательности, указанная как Terminate или neglect. Каждое обнаружение имеет связанную с ним временную метку td, и блок трекера имеет собственную временную метку tt, которая обновляется при каждом вызове. Блок трекера рассматривает измерение как OOSM, если td < tt.

Если параметр указан как:

Terminate - Блок прекращает работу, когда он сталкивается с любыми измерениями вне последовательности.
Neglect - Блок игнорирует любые измерения вне последовательности и продолжает работать.

`Track state parameters` - Параметры опорного кадра состояния пути
структура | массив структуры

Параметры опорного кадра состояния дорожки, заданные как структура или массив структуры. Блок передает значение этого параметра в StateParameters поле сформированных дорожек. Эти параметры можно использовать для определения опорной рамки, в которой сообщается о дорожке, или других требуемых атрибутов сгенерированных дорожек.

Имя поля	Стоимость
`Frame`	`"Rectangular"`
`Position`	`[10 10 0]`
`Velocity`	`[2 -2 0]`

Параметры состояния дорожки можно обновить с помощью входного порта State Parameters, выбрав параметр Update track state parameters with time.

Типы данных: struct

`Update track state parameters with time` - Обновить параметры состояния дорожки во времени
`off` (по умолчанию) | `on`

Выберите этот параметр, чтобы включить входной порт для параметров состояния отслеживания через входной порт State Parameters.

`Simulate using` - Тип выполняемого моделирования
`Interpreted Execution` (по умолчанию) | `Code Generation`

Interpreted execution - Моделирование модели с помощью интерпретатора MATLAB. Этот параметр сокращает время запуска. В Interpreted execution можно отладить исходный код блока.
Code generation - моделирование модели с использованием сгенерированного кода C. При первом запуске моделирования Simulink генерирует код C для блока. Код C используется повторно для последующего моделирования до тех пор, пока модель не изменится. Для этого параметра требуется дополнительное время запуска.

Логика отслеживания

`Type of track confirmation and deletion logic` - Логический тип подтверждения и удаления
`History` (по умолчанию) | `Score`

Логический тип подтверждения и удаления, выбранный как History или Score.

History - Подтверждение и удаление трека основано на количестве назначений трека обнаружению в последних обновлениях трекера.
Score - Подтверждение и удаление трека основано на балле трека логарифмического правдоподобия. Высокий балл означает, что дорожка с большей вероятностью будет действительной. Низкий балл означает, что дорожка с большей вероятностью будет ложной тревогой.

`Confirmation threshold [M N]` - Порог подтверждения отслеживания для логики истории
`[2 3]` (по умолчанию) | действительный вектор 1 на 2 положительных целых чисел

Порог подтверждения отслеживания для логики истории, заданный как действительный вектор 1 на 2 положительных целых чисел [M N]. Дорожка подтверждается, если она получает по крайней мере M обнаружения в последнем N обновления.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Тип логики подтверждения и удаления дорожки в значение History.

`Deletion threshold [P Q]` - Пороговое значение удаления отслеживания для логики истории
`[5 5]` (по умолчанию) | действительный вектор 1 на 2 положительных целых чисел

Порог удаления отслеживания для логики истории, заданный как действительный вектор 1 на 2 положительных целых чисел [P Q]. Если подтвержденная дорожка не назначена никакому обнаружению P время в последнем Q трекер обновляется, затем трек удаляется.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Тип логики подтверждения и удаления дорожки в значение History.

`Confirmation threshold [positive scalar]` - Порог подтверждения отслеживания для логики оценки
`20` (по умолчанию) | положительный скаляр

Порог подтверждения отслеживания для логики оценки, заданный как действительный положительный скаляр. Дорожка подтверждается, если ее оценка по меньшей мере равна порогу подтверждения.