trackGOSPAMetric

Обобщённый оптимальный подшаблон субпаттерна (GOSPA)

Описание

trackGOSPAMetric Система object™ вычисляет обобщенную оптимальную метрику назначения подшаблона между набором треков и известными истинами.

Для получения дополнительной информации смотрите GOSPA Metric и [1].

Чтобы вычислить обобщенную метрику выравнивания подшаблона:

Создайте trackGOSPAMetric Объекту и установите его свойства.
Вызывайте объект с аргументами, как будто это функция.

Дополнительные сведения о работе системных объектов см. в разделе «Что такое системные объекты?».

Создание

Синтаксис

GOSPAMetric = trackGOSPAMetric

GOSPAMetric = trackGOSPAMetric(Name,Value)

Описание

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

GOSPAMetric = trackGOSPAMetric(Name,Value) устанавливает свойства для trackGOSPAMetric объект с использованием одной или нескольких пар "имя-значение". Для примера, GOSPAMetric = trackGOSPAMetric('CutoffDistance',5) создает trackGOSPAMetric объект с расстоянием среза 5. Заключайте имена свойства в кавычки.

Свойства

расширить все

Если не указано иное, свойства являются нетронутыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируются, когда вы вызываете их, и release функция разблокирует их.

Если свойство настраивается, можно изменить его значение в любой момент.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Использование Системных объектов.

`CutoffDistance` - Порог расстояния отсечения между дорожкой и истиной
`30` (по умолчанию) | реальная положительная скалярная величина

Порог расстояния отсечения между дорожкой и истиной, заданный как действительная положительная скалярная величина. Истина присваивается дорожке, только если расстояние между дорожкой и известной истиной меньше этого расстояния.

Пример: 40

Типы данных: single | double

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

Порядок метрики GOSPA, заданный как положительное целое число.

Пример: 1

Типы данных: single | double

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

Альфа- параметр метрики GOSPA, заданная как положительная скалярная величина в область значений [0, 2].

Пример: 1

Типы данных: single | double

`SwitchingPenalty` - Штраф за переключение назначения
`0` | неотрицательный действительный скаляр

Штраф за переключение назначения, заданный как неотрицательный действительный скаляр.

Пример: 1.2

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

Тип расстояния, заданный как 'posnees', 'velnees', 'posabserr', 'velabserr', или 'custom'. Это свойство задает физическую величину, используемую для вычисления расстояния:

'posnees' - Нормированная ошибка расчета в квадрате (NEES) положения пути
'velnees' - Ошибка NEES скорости пути
'posabserr' - Абсолютная ошибка положения пути
'velabserr' - Абсолютная ошибка скорости пути
'custom' - Пользовательская ошибка расстояния

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, заданная как указатель на функцию. Функция должна поддерживать этот синтаксис:

d = myCustomFcn(track,truth)

где track является структурой или объектом информации о дорожке, truth является структурой или объектом информации о истинности, и d - расстояние между истиной и дорожкой. См. objectTrack например, пример того, как организовать информацию для предполагаемых треков и треков истинности.

Пример: @myCustomFcn

Зависимости

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

`MotionModel` - Желаемая модель движения платформы
`'constvel'` (по умолчанию) | `'constacc'` | `'constturn'` | `'singer'`

Желаемая модель движения платформы, заданная как 'constvel', 'constacc', 'constturn', или 'singer'. Это свойство выбирает модель движения, используемую tracks вход.

Модели движения ожидают 'State' поле tracks Вход иметь вектор-столбец, содержащую следующие значения:

'constvel' - Модель движения с постоянной скоростью вида [x; vx; y; vy; z; vz], где x, y и z являются координатами положения, а vx, vy, vz являются координатами скорости.
'constacc' - Модель постоянного ускорения движения вида [x; vx; ax; y; vy; ay; z; vz; az], где x, y и z являются координатами положения, vx, vy, vz являются координатами скорости, и ax, ay, az являются координатами ускорения.
'constturn' - Модель постоянного поворота вида [x; vx; y; vy; theta; z; vz], где x, y и z - координаты положения, vx, vy, vz - координаты скорости, а theta - скорость рыскания.
'singer' - модель движения ускорения певца вида [x; vx; ax; y; vy; ay; z; vz; az], где x, y и z являются координатами положения, vx, vy, vz являются координатами скорости, и ax, ay, az являются координатами ускорения.

The 'StateCovariance' поле tracks вход должен иметь ковариации положения, скорости и скорости поворота в строках и столбцах, соответствующих позиции, скорости и скорости поворота 'State' поле tracks вход. 'StateCovariance' требуется только, если 'posnees' или 'velnees' выбран в Distance свойство.

`TrackIdentifierFcn` - Функция идентификатора трека
`@defaultTrackIdentifier` (по умолчанию) | указатель на функцию

Функция идентификатора трека, заданная как указатель на функцию. Функция извлекает идентификатор дорожки из tracks вход. Функция должна поддерживать следующий синтаксис:

trackids = trackIdentifier(tracks)

где

tracks - массив структур или объектов, содержащий информацию о треках.
trackids - числовой массив того же размера, что и tracks.

Пример объекта track см. в разделе objectTrack. Если вы используете функцию идентификатора по умолчанию, defaultTrackIdentifier, вы должны включить идентификатор трека в tracks как значение TrackID поле или свойство.

Пример: @myTrackIdetifier

`TruthIdentifierFcn` - Функция идентификатора истинности
`@defaultTruthIdentifier` (по умолчанию) | указатель на функцию

Функция идентификатора истинности, заданная как указатель на функцию. Функция извлекает идентификатор истинности из truths вход. Функция должна поддерживать следующий синтаксис:

truthIDs = truthIdentifier(truths)

где

truths - массив структур или объектов, содержащий информацию о истинах.
truthIDs - числовой массив того же размера, что и truths.

Если вы используете функцию идентификатора по умолчанию, defaultTruthIdentifierнеобходимо включить идентификатор истинности в truths как значение PlatformID поле или свойство.

Пример: @myTruthIdetifier

`HasAssignmentInput` - Включите вход назначения
`false` (по умолчанию) | `true`

Включите вход назначения, заданный как true или false. Это свойство позволяет предоставлять assignment вход на каждом временном шаге. Вычисленная метрика GOSPA использует назначение входа для вычисления компонента локализации.

Типы данных: logical

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 треков и истин, включая штраф за переключение. Значение штрафа за переключение, включенное в метрику, зависит от SwitchingPenalty свойство. По умолчанию метрика использует назначения глобального ближайшего соседа (GNN) на текущем и предыдущем шагах, чтобы решить, были ли изменены дорожки.

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

[___] = GOSPAMetric(tracks,truths,assignment) позволяет вам задавать текущие назначения между треками и истинностями, используемыми в метрической оценке. Можно вернуть выходы как любой из предыдущих синтаксисов.

Чтобы использовать этот синтаксис, установите HasAssignmentInput свойство к true.

пример

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

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

Входные параметры

расширить все

`tracks` - Отслеживать информацию
массив структур | массив объектов

Отследите информацию, заданную как массив структур или объектов для встроенных функций расстояния. Каждая структура или объект должны содержать State как поле или свойство. Кроме того, если расстояние на основе NEES (posnees или velnees) задается в Distance свойство, каждая структура или объект должны также содержать StateCovariance как поле или свойство. Более того, если функция идентификатора дорожки по умолчанию используется в TrackIdentifierFcn свойство, тогда каждая структура или объект должны также содержать TrackID как поле или свойство. См. objectTrack для примера объекта track.

Типы данных: struct | object

`truths` - Информация об истинности
массив структур | массив объектов

Информация истинности, заданная как массив структур или объектов для встроенных функций расстояния. Каждая структура или объект должны содержать Position и Velocity как поля или свойства. Если функция идентификатора истинности по умолчанию используется в TruthIdentifierFcn свойство, тогда каждая структура или объект должны также содержать PlatformID как поле или свойство.

Типы данных: struct | object

`assignment` - Известное назначение тока
N -by-2 матрица неотрицательных целых чисел

Известное назначение тока, заданное как матрица N -by-2 неотрицательных целых чисел. Элементами первого столбца являются идентификаторы дорожек, а элементами второго столбца - идентификаторы истинности. Идентификаторы в одной строке являются треками и истинами, присвоенными друг другу. Если дорожка (или правда) не назначена, задайте 0 как тот же элемент строки для истины (или дорожки).

Обратите внимание, что присвоение должно быть уникальным присвоением между треками и истинами. Избыточные или ложные дорожки должны рассматриваться как неназначенные дорожки путем назначения их TruthID «0».

Типы данных: single | double

Выходные аргументы

расширить все

`sGOSPA` - метрика GOSPA, включая коммутационный компонент
неотрицательный действительный скаляр

Метрика GOSPA, включающая коммутационный компонент, возвращается как неотрицательный действительный скаляр.

`GOSPA` - GOSPA метрика
неотрицательный действительный скаляр

GOSPA metric, возвращается как неотрицательный действительный скаляр.

`switching` - Коммутационный компонент
неотрицательный действительный скаляр

Коммутационный компонент, возвращенный 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 функцию объекта, задайте системный объект в качестве первого входного параметра. Например, чтобы освободить системные ресурсы системного объекта с именем obj, используйте следующий синтаксис:

release(obj)

расширить все

Общий для всех системных объектов

`step`	Запуск алгоритма системного объекта
`release`	Отпустите ресурсы и допустите изменения в значениях свойств системного объекта и входных характеристиках
`reset`	Сброс внутренних состояний Системного объекта
`clone`	Создайте повторяющийся системный объект
`isLocked`	Определите, используется ли системный объект

Примеры

свернуть все

Оцените результаты отслеживания с помощью GOSPA Metric

Открыть Live Script

Загрузка предварительно записанных данных.

load trackmetricex tracklog truthlog;

Создайте trackGOSPAMetric Объекту и установите SwitchingPenalty на 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 треков 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

Визуализация результатов.

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

Figure contains an axes. The axes contains 6 objects of type line. These objects represent Labeled GOSPA, GOSPA, Switching Component, Localization Component, Missed Target Component, False Tracks Component.

Алгоритмы

расширить все

Метрика GOSPA

В то t время k, список истин :

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

В момент t k трекер получает список треков:

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

В целом, метрика GOSPA, включая коммутационный компонент (SGOSPA), является:

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

где p - порядок метрики, SC - коммутационный компонент, а GOSPA - базовая GOSPA.

Принимая m ≤ n, GOSPA есть:

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

где <reservedrangesplaceholder8> <reservedrangesplaceholder7> - основанное на сокращении расстояние, и <reservedrangesplaceholder6> <reservedrangesplaceholder5> (<reservedrangesplaceholder4>) представляет след, назначенный на правду <reservedrangesplaceholder3> <reservedrangesplaceholder2>. Основанное на отсечении расстояние d c определяется как:

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

где c - порог расстояния отсечения, а d b (x, y) - базовое расстояние между x пути и истинной y, вычисленное функцией расстояния. Основанное на отсечении расстояние d c является меньшим значением d b и c. α - альфа- параметр.

Переключение компонента SC:

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

где SP - штраф за переключение, а n _s - количество переключателей. Когда дорожка переключает назначение от одной истины к другой истине, количество переключений учитывается как 1. Когда дорожка переключается с назначенной на неназначенную или переключается с неназначенной на назначенную, количество переключений учитывается как 0,5. Например, как показано в таблице, треки 1 и 2 оба перешли на разные истины, в то время как трек 3 переключился с назначенного на неназначенный. Поэтому общее количество переключений составляет 2,5.

Сценарий переключения треков

Назад		Ток
Следы	Истины	Следы	Истины
1	3	1	7
2	5	2	3
3	7	3	0

Когда α = 2, метрика GOSPA может уменьшиться 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 - количество нетривиальных назначений. Тривиальное назначение, когда дорожка не назначена 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 - количество пропущенных целей. Компонент ложной дорожки вычисляется как:

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

где n _false - количество ложных дорожек.

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

Ссылки

[1] Рахматуллаш, А. С., А. Ф. Гарсия-Фернандес и Л. Свенссон. «Обобщенная Оптимальная Метрика Назначения Подшаблона». 20-я Международная конференция по вопросам информационного Сплава (Сплав), стр 1-8, 2017.

Расширенные возможности

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

См. также

trackAssignmentMetrics | trackErrorMetrics | trackOSPAMetric

Введенный в R2020a

Документация

trackGOSPAMetric

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

CutoffDistance - Порог расстояния отсечения между дорожкой и истиной 30 (по умолчанию) | реальная положительная скалярная величина

Order - Порядок метрики GOSPA 2 (по умолчанию) | положительное целое число

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

SwitchingPenalty - Штраф за переключение назначения 0 | неотрицательный действительный скаляр

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

DistanceFcn - Пользовательская функция расстояния указатель на функцию

Зависимости

MotionModel - Желаемая модель движения платформы 'constvel' (по умолчанию) | 'constacc' | 'constturn' | 'singer'

TrackIdentifierFcn - Функция идентификатора трека @defaultTrackIdentifier (по умолчанию) | указатель на функцию

TruthIdentifierFcn - Функция идентификатора истинности @defaultTruthIdentifier (по умолчанию) | указатель на функцию

HasAssignmentInput - Включите вход назначения false (по умолчанию) | true

Использование

Синтаксис

Описание

Входные параметры

tracks - Отслеживать информацию массив структур | массив объектов

truths - Информация об истинности массив структур | массив объектов

assignment - Известное назначение тока N -by-2 матрица неотрицательных целых чисел

Выходные аргументы

sGOSPA - метрика GOSPA, включая коммутационный компонент неотрицательный действительный скаляр

GOSPA - GOSPA метрика неотрицательный действительный скаляр

switching - Коммутационный компонент 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

Общий для всех системных объектов

Примеры

Оцените результаты отслеживания с помощью GOSPA Metric

Алгоритмы

Метрика GOSPA

Ссылки

Расширенные возможности

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

См. также

Документация по Sensor Fusion and Tracking Toolbox

Поддержка

`CutoffDistance` - Порог расстояния отсечения между дорожкой и истиной
`30` (по умолчанию) | реальная положительная скалярная величина

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

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

`SwitchingPenalty` - Штраф за переключение назначения
`0` | неотрицательный действительный скаляр

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

`DistanceFcn` - Пользовательская функция расстояния
указатель на функцию

`MotionModel` - Желаемая модель движения платформы
`'constvel'` (по умолчанию) | `'constacc'` | `'constturn'` | `'singer'`

`TrackIdentifierFcn` - Функция идентификатора трека
`@defaultTrackIdentifier` (по умолчанию) | указатель на функцию

`TruthIdentifierFcn` - Функция идентификатора истинности
`@defaultTruthIdentifier` (по умолчанию) | указатель на функцию

`HasAssignmentInput` - Включите вход назначения
`false` (по умолчанию) | `true`

`tracks` - Отслеживать информацию
массив структур | массив объектов

`truths` - Информация об истинности
массив структур | массив объектов

`assignment` - Известное назначение тока
N -by-2 матрица неотрицательных целых чисел

`sGOSPA` - метрика GOSPA, включая коммутационный компонент
неотрицательный действительный скаляр

`GOSPA` - GOSPA метрика
неотрицательный действительный скаляр

`switching` - Коммутационный компонент
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 + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®