[發(fā)明專利]一種基于結(jié)構(gòu)方程模型的多源航跡融合評(píng)估方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110092959.2
• 申請(qǐng)日: 2021-01-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112906746A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李永;張睿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06K9/62
• 分類(lèi)號(hào): G06K9/62;G01C21/20
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種基于結(jié)構(gòu)方程模型的多源多數(shù)據(jù)航跡融合系統(tǒng)評(píng)估方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1，實(shí)現(xiàn)多源多數(shù)據(jù)航跡融合系統(tǒng)評(píng)估體系分為兩級(jí)指標(biāo)，一級(jí)指標(biāo)作為最終描述航跡融合系統(tǒng)優(yōu)劣的因素，二級(jí)指標(biāo)計(jì)算后通過(guò)結(jié)構(gòu)方程模型的因素負(fù)荷量來(lái)量化一級(jí)指標(biāo)；

步驟S2，提出各級(jí)指標(biāo)含義及計(jì)算公式；核心計(jì)算公式總結(jié)如下：

系統(tǒng)物理性能中，傳感器估計(jì)精度為其中，n、e_l、e_v為航跡目標(biāo)真實(shí)數(shù)量、位置估計(jì)矢量、速度估計(jì)矢量與觀測(cè)數(shù)據(jù)之間的差值；傳感器識(shí)別率為傳感器穩(wěn)定性為其中,N_i是目標(biāo)批號(hào)的數(shù)據(jù)條數(shù)，N_e是傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)的總條數(shù)，N₁是傳感器第一次觀測(cè)到的數(shù)據(jù)量，N_a是在不同時(shí)間段t內(nèi)傳感器觀測(cè)到的數(shù)據(jù)量；

在時(shí)間效能方面，n條數(shù)據(jù)進(jìn)入融合系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)與融合操作的總耗時(shí)為t，則融合時(shí)延為T(mén)_m＝t/n，在t₀到t_n時(shí)間段內(nèi)傳感器觀測(cè)到的完整航跡數(shù)為N_t，則傳感器航跡形成時(shí)間為

在數(shù)據(jù)更新性能上，由傳感器a上報(bào)給融合中心的n次目標(biāo)中，第一次上報(bào)的時(shí)間為t₁，最后一次上報(bào)的時(shí)間為t₂，則傳感器上報(bào)更新率為R₁＝(n-1)/(t₂-t₁)；在數(shù)據(jù)處理精度指標(biāo)中，目標(biāo)融合位置精度為其中，diff_lo、diff_la是傳感器a上報(bào)的批號(hào)為p1的目標(biāo)在k時(shí)刻的經(jīng)緯度參數(shù)與真實(shí)位置的差值；

在點(diǎn)跡質(zhì)量中，航跡零碎度為跟蹤連續(xù)性為P₄＝(πr²-S_o)/S，航跡生存能力為P₅＝N_r/N_e，其中，N_b為傳感器上報(bào)的真實(shí)航跡數(shù)，N_d為融合系統(tǒng)輸出的航跡數(shù)，r為傳感器的觀測(cè)半徑為，S為所觀測(cè)海域的總面積，S_o為觀測(cè)重疊部分的總面積，N_r是傳感器上報(bào)的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)中能構(gòu)成航跡的數(shù)據(jù)量；

在融合性指標(biāo)中，在時(shí)間段t內(nèi)正確融合的真實(shí)目標(biāo)數(shù)N_c占目標(biāo)批號(hào)總數(shù)N_s的比值，即正確融合率為關(guān)聯(lián)錯(cuò)誤的目標(biāo)中正確分離的目標(biāo)數(shù)N_cd占分離操作目標(biāo)總數(shù)N_d的比值，即正確分離率公式為融合系統(tǒng)在關(guān)聯(lián)操作后未出現(xiàn)在輸出批號(hào)中的批號(hào)數(shù)量與傳感器探測(cè)到的所有目標(biāo)批號(hào)數(shù)量N_s的比值，即漏關(guān)聯(lián)率為融合系統(tǒng)在關(guān)聯(lián)操作后關(guān)聯(lián)到錯(cuò)誤批號(hào)上的目標(biāo)數(shù)N_e與真實(shí)目標(biāo)批號(hào)數(shù)量N_s的比值，即誤關(guān)聯(lián)率為

步驟S3，根據(jù)S1中所述的指標(biāo)層級(jí)確定潛變量之間、觀測(cè)變量之間以及潛變量和觀測(cè)變量之間的路徑關(guān)系，構(gòu)建基于SEM的初始模型；

步驟S4，先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再按照步驟S2中所述公式進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果導(dǎo)入amos軟件，進(jìn)行calculate estimates操作，得到擬合度指標(biāo)，并進(jìn)行模型擬合度和顯著性檢驗(yàn)；

步驟S5，當(dāng)步驟S4中得到的擬合度指標(biāo)和顯著性檢驗(yàn)都達(dá)到要求時(shí)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化估算，得到標(biāo)準(zhǔn)化路徑系數(shù)和因素負(fù)荷量；若沒(méi)有達(dá)到要求，則根據(jù)各擬合度指標(biāo)含義和非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)值進(jìn)行模型修正，并重復(fù)步驟S4，直至擬合度指標(biāo)CMIN/DF小于3，RMSEA、RMR等殘差項(xiàng)指標(biāo)小于0.08，CFI、NFI、TLI等擬合優(yōu)度指標(biāo)大于0.9為理想；顯著性水平P小于0.01為理想，小于0.05符合要求；

步驟S6，通過(guò)路徑圖寫(xiě)出潛變量與觀測(cè)變量之間的一一對(duì)應(yīng)系數(shù)，將實(shí)例數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)步驟S2的公式計(jì)算，得到的結(jié)果乘以指標(biāo)對(duì)應(yīng)的系數(shù)，最終得到航跡融合的評(píng)估結(jié)果，為航跡融合過(guò)程提出改進(jìn)措施。

2.如權(quán)利要求1所述的基于結(jié)構(gòu)方程模型的多源航跡融合評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟S1中，進(jìn)行指標(biāo)提取依據(jù)航跡融合系統(tǒng)設(shè)定特定的標(biāo)準(zhǔn)：第一，為保持航跡與目標(biāo)真值的一致性，航跡相關(guān)正確率指標(biāo)是首要考慮因素；第二，要考慮融合后的目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)與真值之間的差值，即航跡精度相關(guān)指標(biāo)；第三，要考慮目標(biāo)屬性、位置信息、航速信息的識(shí)別正確率指標(biāo)。