trackGOSPAMetric

广义最优子模式分配(GOSPA)度量

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描述

trackGOSPAMetric系统对象™计算一组轨迹和已知真理之间的广义最优子模式分配度量。

有关更多细节，请参见GOSPA规和[1]．

计算广义子模式对齐度量:

创建trackGOSPAMetric对象并设置其属性。
调用带有参数的对象，就像调用函数一样。

要了解更多关于System对象如何工作的信息，请参见什么是系统对象?

创建

语法

GOSPAMetric = trackGOSPAMetric

trackGOSPAMetric(名称，值)

描述

GOSPAMetric= trackGOSPAMetric创建一个trackGOSPAMetric具有默认属性值的系统对象。

GOSPAMetric= trackGOSPAMetric (名称,值）属性的属性trackGOSPAMetric对象，使用一个或多个名称-值对。例如,GOSPAMetric = trackGOSPAMetric('CutoffDistance'，5)创建一个trackGOSPAMetric对象，其截止距离等于5。将属性名用引号括起来。

属性

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除非另有说明，属性为nontunable，这意味着在调用对象后不能更改它们的值。对象在调用时锁定，而释放函数解锁它们。

如果属性是可调，您可以随时更改其值。

有关更改属性值的更多信息，请参见在MATLAB中使用系统对象设计系统．

`CutoffDistance`- - - - - -轨迹和真理之间的距离临界值
`30.`(默认)|实正标量

轨迹和真值之间的截止距离的阈值，指定为实正标量。只有当轨迹与已知真理之间的距离小于此距离时，才会将真理分配给轨迹。

例子:40

数据类型:单|双

`订单`- - - - - -GOSPA度规的阶
`2`(默认)|正整数

GOSPA度量的顺序，指定为正整数。

例子:1

数据类型:单|双

`α`- - - - - -GOSPA度规的Alpha参数
`2`(默认)|[0,2]范围内的正标量

GOSPA度量的Alpha参数，指定为[0,2]范围内的一个正标量。

例子:1

数据类型:单|双

`SwitchingPenalty`- - - - - -切换任务的惩罚
`0`|非负实标量

分配切换的惩罚，指定为非负实标量。

例子:1．2

`距离`- - - - - -距离类型
`“posnees”`(默认)|`“velnees”`|`“posabserr”`|`“velabserr”`|`“自定义”`

距离类型，指定为“posnees”，“velnees”，“posabserr”，“velabserr”,或“自定义”．此属性指定用于距离计算的物理量:

“posnees”-轨道位置归一化估计误差平方(NEES)
“velnees”-履带速度的NEES误差
“posabserr”-轨迹位置绝对误差
“velabserr”-航迹速度绝对误差
“自定义”-自定义距离错误

如果指定距离财产“自定义”的距离函数DistanceFcn财产。

`DistanceFcn`- - - - - -自定义距离函数
函数处理

自定义距离函数，指定为函数句柄。函数必须支持以下语法:

d = myCustomFcn(track, true)

在哪里跟踪是轨迹信息的结构或对象，真理一个结构或一个对象的真理信息，和d是真理和轨迹之间的距离。看到objectTrack这是一个关于如何组织估计轨迹和真实轨迹的信息的例子。

例子:@myCustomFcn

依赖关系

要启用此属性，请设置距离财产“自定义”．

`MotionModel`- - - - - -期望的平台运动模型
`“constvel”`(默认)|`“constacc”`|`“constturn”`|`“歌手”`

所需平台运动模型，指定为“constvel”，“constacc”，“constturn”,或“歌手”．控件使用的运动模型跟踪输入。

运动模型期望“状态”的字段跟踪输入的列向量包含以下值:

“constvel”- [x;vx;y;vy;z;vz]形式的匀速运动模型，其中x、y、z为位置坐标，vx、vy、vz为速度坐标。
“constacc”- [x;vx;ax;y;vy;ay;z;vz;az]形式的恒加速度运动模型，其中x、y、z为位置坐标，vx、vy、vz为速度坐标，ax、ay、az为加速度坐标。
“constturn”-形式为[x;vx;y;vy;theta;z;vz]的恒转运动模型，其中x、y、z为位置坐标，vx、vy、vz为速度坐标，theta为偏航速率。
“歌手”- Singer加速度运动模型形式为[x;vx;ax;y;vy;ay;z;vz;az]，其中x、y、z为位置坐标，vx、vy、vz为速度坐标，ax、ay、az为加速度坐标。

的“StateCovariance”的字段跟踪的位置、速度和周转率对应的行和列中，输入必须具有位置、速度和周转率协方差“状态”的字段跟踪输入。“StateCovariance”只有在以下情况下才需要“posnees”或“velnees”在距离财产。

`TrackIdentifierFcn`- - - - - -航迹标识函数
`@defaultTrackIdentifier`(默认)|函数处理

轨迹标识符函数，指定为函数句柄。对象中提取曲目ID跟踪输入。函数必须支持以下语法:

trackids = trackIdentifier(轨迹)

在哪里

跟踪包含轨迹信息的结构或对象数组。
trackids数值数组的大小是否与跟踪．

有关跟踪对象的示例，请参见objectTrack．如果使用默认标识符功能，defaultTrackIdentifier，你必须包含曲目ID跟踪的值TrackID田地或财产。

例子:@myTrackIdetifier

`TruthIdentifierFcn`- - - - - -真值标识符函数
`@defaultTruthIdentifier`(默认)|函数处理

true标识符函数，指定为函数句柄。函数提取真值ID真理输入。函数必须支持以下语法:

truthIDs = truthIdentifier(真理)

在哪里

真理是包含真理信息的结构或对象的数组。
truthIDs数值数组的大小是否与真理．

如果您使用默认标识符函数，defaultTruthIdentifier，你必须包含真相ID真理作为一个值PlatformID田地或财产。

例子:@myTruthIdetifier

`HasAssignmentInput`- - - - - -启用赋值输入
`假`(默认)|`真正的`

启用赋值输入，指定为真正的或假．此属性支持提供赋值在每个时间步输入。计算的GOSPA度量使用输入分配来计算本地化组件。

数据类型:逻辑

使用

语法

福音(音轨，真理)

[sGOSPA,GOSPA,switching] = OSPAMetric(轨迹，真理)

［___音轨，真理，赋值

[sGOSPA,GOSPA，切换，本地化，missTarget,falseTrack] = GOSPAMetric(___）

描述

sGOSPA= GOSPAMetric (跟踪，真理）返回一组轨道和真相之间的GOSPA度量，包括切换惩罚。指标中包含的切换惩罚值取决于SwitchingPenalty财产。默认情况下，该度量在当前步骤和上一步使用全局最近邻(GNN)分配来决定是否切换了轨道。

［sGOSPA，GOSPA，切换= OSPAMetric(跟踪，真理）也返回GOSPA组件和交换组件。

［___] = = (跟踪，真理，赋值）允许您指定在度量评估中使用的跟踪和真实值之间的当前分配。您可以以任何前面的语法返回输出。

要使用此语法，请设置HasAssignmentInput财产真正的．

例子

［sGOSPA，GOSPA，切换，本地化，missTarget，falseTrack] = = (___）还返回定位组件、遗漏的目标组件和错误跟踪组件。您可以使用前面语法中的任何输入组合。

要使用此语法，请设置α财产2．

输入参数

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`跟踪`- - - - - -跟踪信息
结构数组|对象数组

跟踪信息，指定为用于内置距离函数的结构或对象数组。每个结构或对象必须包含状态领域或财产此外，如果基于nees的距离(posnees或velnees)在距离属性，每个结构或对象也必须包含StateCovariance领域或财产此外，如果使用了默认的音轨标识符函数TrackIdentifierFcn属性，则每个结构或对象也必须包含TrackID领域或财产看到objectTrack为一个轨道对象的例子。

数据类型:结构体|对象

`真理`- - - - - -真实的信息
结构数组|对象数组

真相信息，指定为用于内置距离函数的结构或对象数组。每个结构或对象必须包含位置和速度作为字段或属性。函数中使用默认的真值标识符函数TruthIdentifierFcn属性，则每个结构或对象也必须包含PlatformID领域或财产

数据类型:结构体|对象

`赋值`- - - - - -已知当前分配
N-by-2非负整数矩阵

已知的当前分配，指定为N-by-2非负整数矩阵。第一列元素是track id，第二列元素是truth id。同一行的id是彼此分配的轨迹和真理。如果没有分配轨迹(或轨迹)，则将0指定为轨迹(或轨迹)的同一行元素。

注意，赋值必须是轨道和真理之间唯一的赋值。多余的或错误的音轨应该被视为未分配的音轨，将它们赋值为“0”TruthID．

数据类型:单|双

输出参数

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`sGOSPA`- GOSPA指标，包括开关组件
非负实标量

GOSPA度量包括开关分量，作为非负实标量返回。

`GOSPA`- GOSPA公制
非负实标量

GOSPA度规，作为非负实标量返回。

`切换`-开关组件
非负实标量

交换分量，作为非负实标量返回。

`本地化`-本地化组件
非负实标量

定位组件，作为非负实标量返回。

`missTarget`-错过目标组件
非负实标量

错过目标组件，作为非负实标量返回。

`falseTrack`-伪跟踪组件
非负实标量

伪跟踪组件，作为非负实标量返回。

对象的功能

要使用对象函数，请将System对象指定为第一个输入参数。例如，释放名为obj，使用以下语法:

发行版(obj)

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通用于所有系统对象

`一步`	运行系统对象算法
`释放`	释放资源并允许更改系统对象属性值和输入特征
`重置`	的内部状态重置系统对象
`克隆`	创建重复的系统对象
`isLocked`	确定系统对象正在使用中

例子

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使用GOSPA指标评估跟踪结果

打开实时脚本

加载预先录制的数据。

负载trackmetricextracklogtruthlog；

创建一个trackGOSPAMetric对象，并设置SwitchingPenalty来5.

tgm = trackGOSPAMetric(“SwitchingPenalty”5);

创建输出变量。

Lgospa = 0 (numel(tracklog)，1);Gospa = 0 (numel(tracklog)，1);切换= 0 (numel(tracklog)，1);本地化= 0 (numel(tracklog)，1);missTarget = 0 (numel(tracklog)，1);falseTracks = 0 (numel(tracklog)，1);

在提取轨迹和基本事实之后，运行GOSPA度量。

为I = 1: null (tracklog) tracks = tracklog{I};真理= truthlog{i};[lgospa(i)，gospa(i)，switching(i)，localization(i)，missTarget(i)，falseTracks(i)] = tgm(tracks,truth);结束

想象结果。

plot([lgospa gospa切换本地化missTarget falseTracks])传说(“标记GOSPA”，“GOSPA”，的开关组件，.．.的本地化组件，“遗漏的目标组件”，“虚假跟踪组件”）

图中包含一个axes对象。axis对象包含6个类型为line的对象。这些对象表示标记GOSPA, GOSPA，切换组件，定位组件，错过目标组件，错误跟踪组件。

算法

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GOSPA规

在时间t_k，一个真理列表是:

$X ＝［ x_{1} ， x_{2} ， .．. ， x_{米} ］$

在时间t_k，一个跟踪器获得一个跟踪列表:

$Y ＝［ y_{1} ， y_{2} ， .．. ， y_{n} ］$

通常，GOSPA度量包括切换组件(SGOSPA)是:

$年代 G O 年代 P 一个＝ {（ G O 年代 P {一个}^{p} + 年代 C^{p} ）}^{1 / p}$

在哪里p是度规的阶数，SC是交换组件，和GOSPA是GOSPA的基本度量。

假设米≤n，GOSPA是:

$G O 年代 P 一个＝ {［ \sum_{我＝ 1}^{米} d_{c}^{p} （ x_{我} ， y_{π （我）} ） + \frac{c^{p}}{α} （ n - 米）］}^{1 / p}$

在哪里d_c截距和y_π（我）表示分配给真值的轨迹x_我．基于截止的距离d_c定义为:

$d_{c} （ x ， y ）＝最小值｛ d_{b} （ x ， y ）， c ｝$

在哪里c是截止距离阈值，和d_b（x，y)为轨道之间的基准距离x和真理y由距离函数计算。基于距离的截止d_c是较小的值d_b和c．α参数。

交换组件SC是:

$年代 C ＝年代 P \times n_{年代}^{1 / p}$

在哪里SP换位罚和n_年代是开关的数量。当一个轨道将分配从一个真值切换到另一个真值时，切换的次数被计算为1。当一个音轨从已分配切换到未分配或从未分配切换到已分配时，切换次数计算为0.5。例如，如表所示，曲目1和2都切换到不同的真值，而曲目3从已分配切换到未分配。因此，总切换次数为2.5。

声道切换场景

以前的		当前的
跟踪	真理	跟踪	真理
1	3.	1	7
2	5	2	3.
3.	7	3.	0

当α= 2时，GOSPA度规可以简化为三个分量:

$G O 年代 P 一个＝ {［ l o c^{p} + 米我年代 {年代}^{p} + f 一个 l 年代 e^{p} ］}^{1 / p}$

本地化组件(疯狂的)计算方法为:

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

在哪里h是非平凡赋值的个数。一个简单的分配是当一个音轨被分配给无真相。遗漏的目标组件计算为:

$米我年代年代＝ \frac{c}{2^{1 / p}} {（ n_{米我年代年代} ）}^{1 / p}$

在哪里n_小姐是错过目标的数量。伪跟踪分量计算为:

$f 一个 l 年代 e ＝ \frac{c}{2^{1 / p}} {（ n_{f 一个 l 年代 e} ）}^{1 / p}$

在哪里n_假是错误轨迹的数量。

如果米>n，简单交换米和n，得到GOSPA度规。

参考文献

[1]拉玛图拉什，A. S, A. F. García-Fernández, L. Svensson。"广义最优子模式分配度量"第二十届信息融合国际会议2017年，第1-8页。

扩展功能

C/ c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

版本历史

在R2020a中引入

另请参阅

trackErrorMetrics|trackOSPAMetric|trackAssignmentMetrics

trackGOSPAMetric

描述

创建

语法

描述

属性

CutoffDistance- - - - - -轨迹和真理之间的距离临界值30.(默认)|实正标量

订单- - - - - -GOSPA度规的阶2(默认)|正整数

α- - - - - -GOSPA度规的Alpha参数2(默认)|[0,2]范围内的正标量

SwitchingPenalty- - - - - -切换任务的惩罚0|非负实标量

距离- - - - - -距离类型“posnees”(默认)|“velnees”|“posabserr”|“velabserr”|“自定义”

DistanceFcn- - - - - -自定义距离函数函数处理

依赖关系

MotionModel- - - - - -期望的平台运动模型“constvel”(默认)|“constacc”|“constturn”|“歌手”

TrackIdentifierFcn- - - - - -航迹标识函数@defaultTrackIdentifier(默认)|函数处理

TruthIdentifierFcn- - - - - -真值标识符函数@defaultTruthIdentifier(默认)|函数处理

HasAssignmentInput- - - - - -启用赋值输入假(默认)|真正的

使用

语法

描述

输入参数

跟踪- - - - - -跟踪信息结构数组|对象数组

真理- - - - - -真实的信息结构数组|对象数组

赋值- - - - - -已知当前分配N-by-2非负整数矩阵

输出参数

sGOSPA- GOSPA指标，包括开关组件非负实标量

GOSPA- GOSPA公制非负实标量

切换-开关组件非负实标量

本地化-本地化组件非负实标量

missTarget-错过目标组件非负实标量

falseTrack-伪跟踪组件非负实标量

对象的功能

通用于所有系统对象

例子

使用GOSPA指标评估跟踪结果

算法

GOSPA规

参考文献

扩展功能

C/ c++代码生成使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

版本历史

另请参阅

`CutoffDistance`- - - - - -轨迹和真理之间的距离临界值
`30.`(默认)|实正标量

`订单`- - - - - -GOSPA度规的阶
`2`(默认)|正整数

`α`- - - - - -GOSPA度规的Alpha参数
`2`(默认)|[0,2]范围内的正标量

`SwitchingPenalty`- - - - - -切换任务的惩罚
`0`|非负实标量

`距离`- - - - - -距离类型
`“posnees”`(默认)|`“velnees”`|`“posabserr”`|`“velabserr”`|`“自定义”`

`DistanceFcn`- - - - - -自定义距离函数
函数处理

`MotionModel`- - - - - -期望的平台运动模型
`“constvel”`(默认)|`“constacc”`|`“constturn”`|`“歌手”`

`TrackIdentifierFcn`- - - - - -航迹标识函数
`@defaultTrackIdentifier`(默认)|函数处理

`TruthIdentifierFcn`- - - - - -真值标识符函数
`@defaultTruthIdentifier`(默认)|函数处理

`HasAssignmentInput`- - - - - -启用赋值输入
`假`(默认)|`真正的`

`跟踪`- - - - - -跟踪信息
结构数组|对象数组

`真理`- - - - - -真实的信息
结构数组|对象数组

`赋值`- - - - - -已知当前分配
N-by-2非负整数矩阵

`sGOSPA`- GOSPA指标，包括开关组件
非负实标量

`GOSPA`- GOSPA公制
非负实标量

`切换`-开关组件
非负实标量

`本地化`-本地化组件
非负实标量

`missTarget`-错过目标组件
非负实标量

`falseTrack`-伪跟踪组件
非负实标量

C/ c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。