Optimal Subpattern Assignment Metric
Вычислите оптимальную метрику присвоения подшаблона
- Библиотека:
Sensor Fusion and Tracking Toolbox / Метрики Дорожки
Описание
Блок Optimal Subpattern Assignment Metric оценивает эффективность алгоритма отслеживания путем вычисления оптимального присвоения подшаблона (OSPA) метрика между дорожками и известными истинами. Метрика состоит из ошибки локализации, ошибки кардинальности и ошибочных компонентов маркировки. Можно выбрать любой из ошибочных компонентов как блок выход.
Порты
Входной параметр
Tracks — Отследите список
Simulink® соедините шиной содержащий MATLAB® структура
Отследите список в виде шины Simulink, содержащей структуру MATLAB.
Если вы задаете параметр Track bus на вкладке Port Setting к objectTrack, структура должна использовать эту форму:
| Поле | Описание |
|---|---|
NumTracks | Количество дорожек |
Tracks | Массив структур дорожки |
Каждая структура дорожки должна содержать TrackID и State поля . Кроме того, если вы задаете основанное на NEES расстояние (posnees или velnees) в параметре Distance type каждая структура должна содержать StateCovariance поле .
| Поле | Определение |
|---|---|
TrackID | Уникальный идентификатор дорожки раньше отличал несколько дорожек в виде неотрицательного целого числа. |
State | Значение вектора состояния во время обновления в виде N - вектор элемента, где N является размерностью состояния. |
StateCovariance | Ковариационная матрица неопределенности в виде N-by-N матрица, где N является размерностью состояния. |
Если вы задаете параметр Track bus к custom, затем можно использовать собственный формат шины дорожки. В этом случае необходимо задать функцию экстрактора дорожки использование параметра Track extractor function. Функция должна использовать этот синтаксис:
tracks = trackExtractorFcn(trackInputFromBus)
trackInputFromBus вход от шины дорожки и tracks должен возвратиться как массив структур с TrackID и State поля . Если вы задаете основанное на NEES расстояние (posnees или velnees) в параметре Distance type затем структура должна содержать StateCovariance поле .Truths — Список истин
Шина Simulink, содержащая структуру MATLAB
Список истин в виде шины Simulink, содержащей структуру MATLAB.
Если вы задаете параметр Truth bus на вкладке Port Setting к Platform, структура должна использовать эту форму:
| Поле | Описание |
|---|---|
NumPlatforms | Количество платформ истины |
Platforms | Массив структур платформы истины |
Каждая структура платформы имеет эти поля:
| Поле | Определение |
|---|---|
PlatformID | Уникальный идентификатор раньше отличал платформы в виде неотрицательного целого числа. |
Position | Положение платформы в виде M - вектор элемента, где M является размерностью состояния положения. Например, M = 3 для 3-D положения. |
Velocity | Скорость платформы в виде M - вектор элемента, где M является размерностью скоростного состояния. Например, M = 3 для 3-D скорости. |
Если вы задаете параметр Truth bus как Actor, структура должна использовать эту форму:
| Поле | Описание |
|---|---|
NumActors | Количество агентов истины |
Actors | Массив структур агента истины |
Каждая структура агента имеет эти поля:
| Поле | Определение |
|---|---|
ActorID | Уникальный идентификатор раньше отличал агентов в виде неотрицательного целого числа. |
Position | Положение агента в виде M - вектор элемента, где M является размерностью состояния положения. Например, M = 3 для 3-D положения. |
Velocity | Скорость агента в виде M - вектор элемента, где M является размерностью скоростного состояния. Например, M = 3 для 3-D скорости. |
Если вы задаете параметр Truth bus tocustom, затем можно задать собственный формат шины истины. В этом случае необходимо задать функцию экстрактора истины использование параметра Truth extractor function. Функция должна использовать этот синтаксис:
truths = truthExtractorFcn(truthInputFromBus)
truthInputFromBus вход от шины истины и truths должен возвратиться как массив структур с PlatformID, Position, и Velocity поля .Assignments — Известное присвоение
K-by-2 матрица неотрицательных целых чисел
Известное присвоение в виде K-by-2 матрица неотрицательных целых чисел. K является количеством пар присвоения. Первыми элементами столбца являются идентификаторы дорожки, и вторыми элементами столбца являются идентификаторы истины. Два идентификатора подряд присвоены друг другу. Если дорожка или истина не присвоены, задайте 0 как другой элемент в строке.
Присвоения между дорожками и истинами должны быть уникальными. Избыточные или ложные дорожки должны быть обработаны как неприсвоенные дорожки путем присвоения их "0"TruthID.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, на вкладке Port Setting, выбирают Assignments.
Вывод
OSPA Metric — Метрика OSPA
неотрицательный действительный скаляр
Метрика OSPA, возвращенная как неотрицательный действительный скаляр.
Пример: 10.1
Localization Error — Ошибочный компонент локализации
неотрицательный действительный скаляр
Ошибочный компонент локализации, возвращенный как неотрицательный действительный скаляр.
Пример: 8.5
Зависимости
Чтобы включить этот порт, на вкладке Port Setting, выбирают Localization error.
Cardinality Error — Ошибочный компонент кардинальности
неотрицательный действительный скаляр
Ошибочный компонент кардинальности, возвращенный как неотрицательный действительный скаляр.
Пример 6
Зависимости
Чтобы включить этот порт, на вкладке Port Setting, выбирают Cardinality error.
Labeling Error — Маркировка ошибочного компонента
неотрицательный действительный скаляр
Маркировка ошибочного компонента, возвращенного как неотрицательный действительный скаляр.
Пример: 7.5
Зависимости
Чтобы включить этот порт, на вкладке Port Setting, выбирают Labeling error.
Параметры
Cutoff distance — Порог для расстояния сокращения между дорожкой и истиной
30
Порог для расстояния сокращения между дорожкой и истиной в виде действительной положительной скалярной величины. Если вычисленное расстояние между дорожкой и присвоенной истиной выше, чем порог, фактическое расстояние, включенное в метрику, уменьшается до порога.
Пример: 40
Order — Порядок метрики OSPA
2
Порядок метрики OSPA в виде положительного целого числа.
Пример:
10
Distance type — Тип расстояния
posnees (значение по умолчанию) | velnees | posabserr | velabserr | custom
Тип расстояния в виде posnees, velnees, posabserr, или velabserr. Тип расстояния задает физическое количество, используемое для расчетов расстояния:
posnees– Нормированная ошибка расчета придала квадратную форму (NEES) положения дорожкиvelnees– Ошибка NEES скорости дорожкиposabserr– Абсолютная погрешность положения дорожкиvelabserr– Абсолютная погрешность скорости дорожкиcustom– Пользовательская ошибка по дальности
Если вы выбираете custom, необходимо также задать функцию расстояния в параметре Custom distance function.
Custom distance function — Пользовательская функция расстояния
указатель на функцию
Пользовательская функция расстояния в виде указателя на функцию. Функция должна поддержать следующий синтаксис:
d = myCustomFcn(Track,Truth)
Track структура информации о дорожке, Truth структура информации об истине и d расстояние между истиной и дорожкой. Смотрите objectTrack для примера о том, как организовать информацию о дорожке.
Пример:
@myCustomFcn
Зависимости
Чтобы включить это свойство, установите параметр Distance type на custom.
Motion model — Желаемая модель движения платформы
constvel (значение по умолчанию) | constacc | constturn | singer
Желаемая модель движения платформы в виде constvel, constacc, constturn, или singer. Это свойство выбирает модель движения, используемую входным портом Tracks.
Модели движения ожидают State поле структуры дорожки, чтобы иметь вектор-столбец, содержащий эти значения:
constvel— Положение находится в элементах [1 3 5], и скорость находится в элементах [2 4 6].constacc— Положение находится в элементах [1 4 7], скорость находится в элементах [2 5 8], и ускорение находится в элементах [3 6 9].constturn— Положение находится в элементах [1 3 6], скорость находится в элементах [2 4 7], и уровень рыскания находится в элементе 5.singer— Положение находится в элементах [1 4 7], скорость находится в элементах [2 5 8], и ускорение находится в элементах [3 6 9].
StateCovariance поле входа структуры дорожки должно иметь положение, скорость и ковариации угловой скорости вращения в строках и столбцах, соответствующих положению, скорости и угловой скорости вращения State поле структуры дорожки.
Labeling error — Штраф за неправильное присвоение
0
Штраф за неправильное присвоение дорожки к истине в виде неотрицательного скаляра. Функция решает, правильно ли присвоение на основе обеспеченного известного входа присвоения от входного порта Assignments. Если присвоение не обеспечивается как вход, последнее известное "оптимальное" присвоение принято, чтобы быть правильным.
Пример 5
Simulate using — Тип симуляции, чтобы запуститься
Interpreted execution (значение по умолчанию) | Code Generation
Выберите тип симуляции из этих опций:
Interpreted execution— Симулируйте модель с помощью интерпретатора MATLAB. Эта опция сокращает время запуска. ВInterpreted executionрежим, можно отладить исходный код блока.Code generation— Симулируйте модель с помощью сгенерированного кода C. В первый раз, когда вы запускаете симуляцию, Simulink генерирует код С для блока. Код С снова используется для последующих симуляций, пока модель не изменяется. Эта опция требует дополнительного времени запуска.
Assignments — Включите вход присвоения
off (значение по умолчанию) | on
Выберите этот параметр, чтобы включить вход известных присвоений через входной порт Assignments.
Localization error — Включите ошибочному компоненту локализации выход
off (значение по умолчанию) | on
Выберите этот параметр, чтобы включить выход ошибочного компонента локализации через выходной порт Localization Error.
Cardinality error — Включите ошибочному компоненту кардинальности выход
off (значение по умолчанию) | on
Выберите этот параметр, чтобы включить выход ошибочного компонента кардинальности через выходной порт Cardinality Error.
Labeling error — Позвольте пометить ошибочный компонент выходом
off (значение по умолчанию) | on
Выберите этот параметр, чтобы включить выход ошибочного компонента маркировки через выходной порт Labeling Error.
Track bus — Отследите выбор шины
objectTrack (значение по умолчанию) | custom
Отследите выбор шины в виде objectTrack или custom. См. описание входного порта Tracks для получения дополнительной информации о каждом выборе.
Truth bus — Выбор шины истины
Platform (значение по умолчанию) | Actor | custom
Выбор шины истины в виде Platform, Actor, или custom. См. описание входного порта Truths для получения дополнительной информации о каждом выборе.
Track extractor function — Отследите функцию экстрактора
указатель на функцию
Отследите функцию экстрактора в виде указателя на функцию. Функция должна поддержать этот синтаксис:
tracks = trackExtractorFcn(trackInputFromBus)
trackInputFromBus вход от шины дорожки и tracks должен возвратиться как массив структур с TrackID и State поля . Если вы задаете основанное на NEES расстояние (posnees или velnees) в параметре Distance type затем структура должна содержать StateCovariance поле .Пример: @myCustomFcn
Зависимости
Чтобы включить это свойство, установите параметр Track bus на custom.
Truth extractor function — Функция экстрактора истины
указатель на функцию
Экстрактор истины функционирует в виде указателя на функцию. Функция должна поддержать этот синтаксис:
truths = truthExtractorFcn(truthInputFromBus)
truthInputFromBus вход от шины дорожки и truths должен возвратиться как массив структур с PlatformID, Position, и Velocity как имена полей.
Пример:
@myCustomFcn
Зависимости
Чтобы включить это свойство, установите параметр Truth bus на custom.
Алгоритмы
Метрика OSPA
Во время t k список истин:
В то же время средство отслеживания получает список дорожек:
Метрика OSPA (раньше оценивал эффективность отслеживания на основе истины):
Принимая m ≤ n, эти три компонента (d loc, d card и d lab) вычисляются можно следующим образом. Ошибочный компонент локализации d loc вычисляется как:
где p является порядком метрики OSPA, 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:
где c является порогом расстояния сокращения и d, b (x, y) является основным расстоянием между дорожкой x и истиной y, вычисленный функцией расстояния. Основанное на сокращении расстояние d c принимает меньшее значение d b и c.
Ошибочный компонент кардинальности d card:
Ошибочный компонент маркировки d lab:
где α является штрафом за неправильное присвоение, L (x i) представляет ID истины x i, и L (y π (i)) представляет ID дорожки y π (i). Функциональный γ = 1, если идентификаторы истины и пары дорожки (L (x i) и L (x i)) соглашаются с известным присвоением, данным assignment введите или согласитесь с присвоением в последнем обновлении, если известное присвоение не дано. В противном случае, γ = 0.
Если m> n, просто обменный m и n в формулировке, чтобы получить метрику OSPA.
Ссылки
[1] Schuhmacher, B., B.-T. Vo и B.-N. Vo. "Сопоставимая Метрика для Оценки результатов деятельности Мультиобъектных Фильтров". Транзакции IEEE на Обработке сигналов, Vol, 56, нет, 8, стр 3447–3457, 2008.
[2] Ristic, B., B.-N. Vo, Д. Кларк и B.-T. Vo. "Метрика для Оценки результатов деятельности Мультицелевых Алгоритмов Отслеживания". Транзакции IEEE на Обработке сигналов, Vol, 59, нет, 7, стр 3452–3457, 2011.
Расширенные возможности
Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.
Смотрите также
trackAssignmentMetrics | trackErrorMetrics | trackOSPAMetric | trackGOSPAMetric | Generalized Optimal Subpattern Assignment Metric