[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

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• 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)
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(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

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于結(jié)構(gòu)方程模型的多源航跡融合評(píng)估方法，該方法包括提出了一套科學(xué)、通用、全面的評(píng)估體系以及定量計(jì)算模型，該評(píng)估體系分為兩個(gè)層級(jí)，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)利用公式定量計(jì)算，并通過(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)。采用SEM通過(guò)擬合度指標(biāo)和顯著性檢驗(yàn)確定指標(biāo)模型的可用性，利用標(biāo)準(zhǔn)化分析得到各觀測(cè)變量的標(biāo)準(zhǔn)化因素負(fù)荷量來(lái)確定各觀測(cè)變量的重要性，利用非標(biāo)準(zhǔn)化分析得到各指標(biāo)的權(quán)重和通用的評(píng)估模型。本發(fā)明能夠提高指標(biāo)的通用性，增強(qiáng)各觀測(cè)變量對(duì)潛變量解釋的客觀性，排除解釋變量之間的共線性問(wèn)題，并對(duì)多源信息融合系統(tǒng)提出基于數(shù)據(jù)的改進(jìn)意見(jiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于多源信息融合技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種根據(jù)結(jié)構(gòu)方程模型來(lái)計(jì)算指標(biāo)權(quán)重的多源航跡融合評(píng)估方法。

背景技術(shù)

多源信息數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)的性能、功能是可以定量估計(jì)的，這樣才能確定其有效性。但通常情況下，融合系統(tǒng)所匯集和處理的信息種類繁多，信息源之間關(guān)系復(fù)雜，從而給客觀公正地測(cè)試與評(píng)估融合系統(tǒng)帶來(lái)了很大困難。當(dāng)前，信息融合評(píng)估指標(biāo)體系層級(jí)不清晰，很難指導(dǎo)系統(tǒng)改進(jìn)，且已有的信息融合評(píng)估指標(biāo)大多存在著互相矛盾、指標(biāo)冗余、通用性差和難以計(jì)算等問(wèn)題，目前尚未形成廣義有效的融合模型和算法以及綜合評(píng)估體系，主要還是采取定性分析的方法，主觀性較強(qiáng)，所以需要探索一種科學(xué)的定量評(píng)估方法來(lái)準(zhǔn)確判斷融合系統(tǒng)的有效性。所以，設(shè)計(jì)出有效的融合評(píng)估系統(tǒng)就有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，通過(guò)融合評(píng)估系統(tǒng)對(duì)信息融合系統(tǒng)性能做一個(gè)提前的評(píng)估，排除可能發(fā)生的部分問(wèn)題，進(jìn)而加快信息融合系統(tǒng)研發(fā)速度，同時(shí)又可以縮減研發(fā)成本。

在評(píng)估信息融合系統(tǒng)性能時(shí)，需要根據(jù)系統(tǒng)的性能評(píng)估指標(biāo)體系選擇合適的信息融合評(píng)估方法，從而展開(kāi)評(píng)估工作，性能評(píng)估指標(biāo)體系的建立方式對(duì)系統(tǒng)性能評(píng)估具有重要意義。同時(shí)，可以對(duì)信息融合系統(tǒng)的評(píng)估結(jié)果進(jìn)行反饋，進(jìn)一步修正信息融合相關(guān)算法的參數(shù)和設(shè)計(jì)方式，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信息融合系統(tǒng)性能的優(yōu)化。如何設(shè)計(jì)合理有效的信息融合系統(tǒng)評(píng)估方法仍是目前亟需解決的難點(diǎn)問(wèn)題之一。

信息融合評(píng)估的核心是場(chǎng)景生成算法和融合評(píng)估指標(biāo)體系建立方法。從已有的信息融合評(píng)估方案來(lái)看，由于信息融合系統(tǒng)是一個(gè)多信息處理中心和多傳感器系統(tǒng)，并且層次結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)用場(chǎng)景多元化，至今還沒(méi)有一套科學(xué)合理并且得到普遍認(rèn)可的評(píng)估指標(biāo)體系設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在的評(píng)估方法往往依托于特定數(shù)據(jù)集進(jìn)行評(píng)估指標(biāo)體設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種科學(xué)通用的評(píng)估指標(biāo)體系，基于層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法，采用SEM(Structural Equation Modeling)模型通過(guò)因素分析和路徑系數(shù)檢驗(yàn)得到各觀測(cè)變量在模型中的權(quán)重以及各潛在變量之間的效應(yīng)值，經(jīng)過(guò)不斷擬合得到最終的模型結(jié)構(gòu)，從而提高了數(shù)據(jù)的利用率，增強(qiáng)了評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性及通用性。

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，其中包括如下步驟：

S1本發(fā)明提出了一套科學(xué)、通用、全面的評(píng)估體系，分為兩個(gè)指標(biāo)層級(jí)，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)用系統(tǒng)地公式計(jì)算，再通過(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)。

S2提出各指標(biāo)含義及計(jì)算公式。

S3根據(jù)S1中所述的指標(biāo)層級(jí)確定潛變量、觀測(cè)變量以及變量間的相互關(guān)系，構(gòu)建基于SEM的初始模型。

S4收集數(shù)據(jù)并按照步驟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的檢驗(yàn)。

當(dāng)步驟S4中得到的擬合度指標(biāo)和顯著性都達(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，直至得到表現(xiàn)良好的結(jié)構(gòu)方程模型。

將實(shí)例數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)步驟2的公式計(jì)算，得到的結(jié)果代入步驟S5得到的最終路徑圖中，進(jìn)而得到航跡融合的評(píng)估結(jié)果，為航跡融合過(guò)程提出改進(jìn)的措施。