trackOSPAMetric

Оптимальная метрика назначения подшаблона (OSPA)

Описание

trackOSPAMetric Система object™ вычисляет оптимальную метрику назначения подшаблона между набором треков и известными истинами. Метрика OSPA содержит три компонента:

Компонент ошибки локализации - Счета ошибок расчета состояния между назначенными треками и истинами
Компонент ошибки кардинальности - Учитывает количество неназначенных треков и истин
Компонент ошибки маркировки - Учитывает ошибку неправильного назначения

Для получения дополнительной информации см. OSPA Metric и [2].

Как использовать trackOSPAMetric:

Создайте trackOSPAMetric 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

OSPAMetric = trackOSPAMetric

OSPAMetric = trackOSPAMetric(Name,Value)

Описание

OSPAMetric = trackOSPAMetric создает trackOSPAMetric Системный объект, OSPAMetric, со значениями свойств по умолчанию.

OSPAMetric = trackOSPAMetric(Name,Value) устанавливает свойства для trackOSPAMetric объект с использованием одной или нескольких пар "имя-значение". Для примера, OSPAMetric = trackOSPAMetric('CutoffDistance',5) создает trackOSPAMetric объект с отрезанным расстоянием, равным 5. Заключайте имена свойства в одинарные 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. Если вычисленное расстояние между дорожкой и назначенным истинным значением выше порога, фактическое расстояние, включенное в метрику, уменьшается до порога.

Пример: 40

Типы данных: single | double

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

Порядок метрики OSPA, заданный как положительное целое число.

Пример: 10

Типы данных: single | double

`LabelingError` - Штраф за неправильное назначение
`0` (по умолчанию) | действительный скаляр в [0, `CutoffDistance`]

Штраф за неправильное присвоение дорожки истинности, заданный как реальная положительная скалярная величина. Функция решает, является ли назначение правильным, на основе предоставленного известного assignment вход. Если назначение не предусмотрено как вход, последнее известное «оптимальное» назначение принято правильным.

Пример: 5

Типы данных: single | double

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

Тип расстояния, заданный как 'posnees', 'velnees', 'posabserr', или 'velabserr'. Тип расстояния 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 следующий 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 отслеживание информации.

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 иметь вектор-столбец, содержащую следующие значения:

'constvel' - Положение находится в элементах [1 3 5], а скорость - в элементах [2 4 6].
'constacc' - Положение находится в элементах [1 4 7], скорость - в элементах [2 5 8], а ускорение - в элементах [3 6 9].
'constturn' - Положение находится в элементах [1 3 6], скорость - в элементах [2 4 7], а скорость рыскания - в элементе 5.
'singer' - Положение находится в элементах [1 4 7], скорость - в элементах [2 5 8], а ускорение - в элементах [3 6 9].

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 входных параметров дорожек.

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

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

Trackids = trackIdentifier(Tracks)

где Tracks - массив структур или объектов, содержащий информацию о треках, и Trackids - числовой массив того же размера, что и Tracks. Пример объекта track см. в разделе objectTrack. Для функции идентификатора по умолчанию defaultTrackIdentifierидентификатор дорожки должен содержаться 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 входа истинности. Функция должна поддерживать следующий синтаксис:

TruthIDs = truthIdentifier(Truths)

где Truths - массив структур или объектов, содержащий информацию истин, и TruthIDs - числовой массив того же размера, что и Truths. Для использования функции идентификатора по умолчанию defaultTruthIdentifier, идентификатор истинности должен содержаться в Truth как значение PlatformID поле или свойство.

Пример: @myTruthIdetifier

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

Включите вход назначения, заданный как true или false.

Типы данных: logical

Использование

Синтаксис

OSPA = OSPAMetric(tracks,truths)

OSPA = OSPAMetric(tracks,truths,assignment)

[OSPA,localOSPA] = OSPAMetric(___)

[OSPA,localOSPA,cardOSPA] = OSPAMetric(___)

[OSPA,localOSPA,cardOSPA,labelOSPA] = OSPAMetric(___)

Описание

OSPA = OSPAMetric(tracks,truths) возвращает метрику OSPA между набором треков и истинами.

OSPA = OSPAMetric(tracks,truths,assignment) позволяет вам задать известное присвоение между треками и истинами на текущем временном шаге. Чтобы использовать этот синтаксис, задайте HasAssignmentInput свойство как true.

[OSPA,localOSPA] = OSPAMetric(___) также возвращает компонент ошибки локализации метрики OSPA. В качестве входных параметров можно использовать любую из входных комбинаций в предыдущих синтаксисах.

пример

[OSPA,localOSPA,cardOSPA] = OSPAMetric(___) также возвращает компонент ошибки кардинальности метрики OSPA.

[OSPA,localOSPA,cardOSPA,labelOSPA] = OSPAMetric(___) также возвращает компонент ошибки маркировки метрики OSPA.

Входные параметры

расширить все

`tracks` - Отслеживать информацию
массив структур | массив объектов

Отследите информацию, заданную как массив структур или объектов для неконтролируемых (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.

Типы данных: struct | object

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

Информация истинности, заданная как массив структур или объектов для неконстомизированных (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
N -by-2 матрица неотрицательных целых чисел

Известное назначение, 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 назначаются друг другу. Если дорожка или истина не назначены, задайте 0 как тот же элемент строки.

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

`OSPA` - метрика OSPA
неотрицательный действительный скаляр

OSPA-метрика, возвращенная как неотрицательный действительный скаляр.

Пример: 10.1

`localOSPA` - Компонент ошибки локализации
неотрицательный действительный скаляр

Компонент ошибки локализации, возвращенный как неотрицательный действительный скаляр.

Пример: 8.5

`cardOSPA` - Компонент ошибки кардинальности
неотрицательный действительный скаляр

Компонент ошибки кардинальности, возвращенный как неотрицательный действительный скаляр.

Пример: 6

`labelOSPA` - Компонент ошибки маркировки
неотрицательный действительный скаляр

Компонент ошибки маркировки, возвращенный как неотрицательный действительный скаляр.

Пример: 7.5

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

Примеры

свернуть все

Оцените результат отслеживания с помощью trackOSPAMetric

Открыть Live Script

Загрузите предварительно записанные данные трека и истинные данные.

load trackmetricex tracklog truthlog

Создайте trackOSPAMetric объект.

tom = trackOSPAMetric;

Инициализируйте выходные переменные.

ospa = zeros(numel(tracklog),1);
cardOspa = zeros(numel(tracklog),1);
locOspa = zeros(numel(tracklog),1);

Вычислите три компонента OSPA в цикле.

for i = 1:numel(tracklog)
    tracks = tracklog{i};
    truths = truthlog{i};
    [ospa(i), locOspa(i), cardOspa(i)] = tom(tracks, truths);
end

Визуализация результатов.

figure()
plot(ospa,'g');
hold on;
plot(locOspa,'r:');
plot(cardOspa,'b--');
legend('OSPA','Localization OSPA','Cardinality OSPA');

Figure contains an axes. The axes contains 3 objects of type line. These objects represent OSPA, Localization OSPA, Cardinality OSPA.

Подробнее о

расширить все

Метрика OSPA

В то t время k, список истин :

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

При этом трекер получает список треков:

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

Метрика OSPA (используется для оценки эффективности отслеживания на основе истинности):

$O S P A = {(d_{l o c}^{p} + d_{c a r d}^{p} + d_{l a b}^{p})}^{1 / p}$

Принимая <reservedrangesplaceholder9> ≤ <reservedrangesplaceholder8>, эти три компонента (d loc, <reservedrangesplaceholder5> <reservedrangesplaceholder4> и <reservedrangesplaceholder3> <reservedrangesplaceholder2>) вычислены следующим образом. Компонент d loc ошибки локализации вычисляется как:

$d_{l o c} = {\frac{1}{n} \sum_{i = 1}^{m} d_{c}^{p} (x_{i}, y_{π (i)})}^{1 / p}$

где p - порядок метрики OSPA, d c - расстояние на основе отсечения, а _{y π} (i) представляет дорожку, назначенную истине x i. 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 принимает меньшее значение d b и c.

Компонент d _card ошибки кардинальности :

$d_{c a r d} = {\frac{n - m}{n} c^{p}}^{1 / p}$

Компонент ошибки маркировки d _lab является :

$d_{l a b} = {\frac{1}{n} \sum_{i = 1}^{m} α^{p} γ (L (x_{i}), L (y_{π (i)}))}^{1 / p}$

где α - штраф за неправильное назначение, L (_x i) представляет ID правды _{<reservedrangesplaceholder16> <reservedrangesplaceholder15>}, и L (y π (<reservedrangesplaceholder11>)) представляет ID следа <reservedrangesplaceholder10> <reservedrangesplaceholder9> (<reservedrangesplaceholder8>). Функция γ = 1, если идентификаторы правды и пары следа (L (x i) и L (x i)) соглашаются с известным назначением, данным assignment введите, или согласитесь с назначением в последнем обновлении, если известное назначение не задано. В противном случае γ = 0.

Если m > n, просто обменивайтесь m и n в композиции, чтобы получить метрику OSPA.

Ссылки

[1] Шухмахер, Б., Б. -Т. Во, и Б. -Н. Во. «Согласованная метрика для Эффективности фильтров Мультиобъекта». Транзакции IEEE по обработке сигналов, том, 56, №, 8, стр. 3447-3457, 2008.

[2] Ристик, Б., Б. -Н. Во, Д. Кларк и Б. -Т. Во. «Метрика для оценки эффективности многоцелевых алгоритмов отслеживания». Транзакции IEEE по обработке сигналов, том, 59, №, 7, стр. 3452-3457, 2011.

Расширенные возможности

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

См. также

trackAssignmentMetrics | trackErrorMetrics | trackGOSPAMetric

Введенный в R2019b

Документация

trackOSPAMetric

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

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

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

LabelingError - Штраф за неправильное назначение 0 (по умолчанию) | действительный скаляр в [0, CutoffDistance]

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

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 N -by-2 матрица неотрицательных целых чисел

Выходные аргументы

OSPA - метрика OSPA неотрицательный действительный скаляр

localOSPA - Компонент ошибки локализации неотрицательный действительный скаляр

cardOSPA - Компонент ошибки кардинальности неотрицательный действительный скаляр

labelOSPA - Компонент ошибки маркировки неотрицательный действительный скаляр

Функции объекта

Общий для всех системных объектов

Примеры

Оцените результат отслеживания с помощью trackOSPAMetric

Подробнее о

Метрика OSPA

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 OSPA
`2` (по умолчанию) | положительное целое число

`LabelingError` - Штраф за неправильное назначение
`0` (по умолчанию) | действительный скаляр в [0, `CutoffDistance`]

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

`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
N -by-2 матрица неотрицательных целых чисел

`OSPA` - метрика OSPA
неотрицательный действительный скаляр

`localOSPA` - Компонент ошибки локализации
неотрицательный действительный скаляр

`cardOSPA` - Компонент ошибки кардинальности
неотрицательный действительный скаляр

`labelOSPA` - Компонент ошибки маркировки
неотрицательный действительный скаляр

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