目标运动轨迹质量综合评估方法技术

本发明专利技术公开的一种目标运动轨迹综合质量评估方法，旨在提供一种评价指标完善，不依赖于外部信息的综合质量评估方法。本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：首先，从目标运动轨迹自身出发，建立以时间间隔质量、丢点率质量、航迹平滑度质量为基础的目标运动轨迹综合评价指标体系；然后，提取目标运动轨迹数据中的时间、经度、纬度和高程信息，并利用这些信息计算反映目标运动轨迹质量的时间间隔质量指标、丢点率质量指标和航迹平滑度质量指标；最后，基于层次分析法确定3个质量指标的加权系数，并通过加权求和方式，计算目标运动轨迹综合质量评估指标；从而完成目标运动轨迹质量的综合评估。

【技术实现步骤摘要】
目标运动轨迹质量综合评估方法
本专利技术涉及信息质量评估领域中，目标运动轨迹数据的质量评估技术，尤其是涉及对目标运动轨迹质量进行综合评估的方法。轨迹质量评价方法
技术介绍
目标运动轨迹是一段时间内目标的运动路线，是由一系列的离散观测点连接而成。目标运动轨迹信息一般包括获取时间、目标位置(经度、纬度和高度)等信息。基于目标的运动轨迹，能够实现目标运动参数以及运动行为的分析。随着监视技术的不断发展，目前可通过多种方式获取目标的运动轨迹信息，如基于二次监视雷达和ADS-B的民航飞机航迹监视以及基于AIS的船舶航迹获取。目标航迹质量的有效评估一直以来是困扰测评人员的难题。由于测量手段、测量环境等因素的影响，目标运动航迹中往往存在“劣质数据”或“不可靠数据”，其增加了目标运动航迹应用的风险，例如不同的数据质量，将严重影响到目标运动轨迹关联和综合的规则。因此，在实际应用中，需要事先对目标的运动轨迹质量进行评估。目标运动轨迹质量评估是目标运动轨迹处理中的关键技术，也是实现目标运动状态监测、目标运动状态预测以及目标航迹实时融合等应用的基础。综合评价是对一个复杂系统的多个指标进行总体评价的方法。由于是评价指标各不相同，想要正确评价一个复杂系统，是十分困难的。同时，综合评价的方法有很多种，每种方法又各有优缺点，这就导致很多人遇到综合评价，不知道该如何选择方法。目标运动轨迹质量综合评估选择合理的评估指标，采用合适的评价方法，通过量化计算得到目标运动轨迹适合使用的程度。目标运动轨迹质量评估属多指标评估问题，包括完整性、精确性、清晰性和连续性等指标。但是，当前质量评估指标的计算强依赖于外部输入信息，如文献“基于运动目标状态的航迹质量分级体系构建方法”通过综合考虑传感器测量精度、参考地理位置质量等因素来评估目标航迹质量，这将导致若没有低层次数据质量如传感器精度、局部航迹精度等数据，则无法实现高层次数据质量的评估。因此，需要一种能够仅利用目标运动轨迹本身对其进行质量综合评估的方法。
技术实现思路
为了客观地有效的综合评估目标运动轨迹的质量，本专利技术的目的是针对现有评估指标严重依赖于传感器测量精度、局部航迹精度等外部信息的问题，提供一种评价指标完善，鲁棒性高，适用性好，不依赖于外部信息的目标运动轨迹综合质量评估的方法。为了实现上述目的，本专利技术提出的一种目标运动轨迹综合质量评估方法，其特征在于包括如下步骤：首先，从目标运动轨迹自身出发，建立以时间间隔质量、丢点率质量、航迹平滑度质量为基础的目标运动轨迹综合评价指标体系；然后，提取目标运动轨迹数据中的时间、经度、纬度和高程信息，并利用这些信息计算反映目标运动轨迹质量的时间间隔质量指标、丢点率质量指标和航迹平滑度质量指标；在计算时间间隔质量指标中，根据实际场景需求，设置运动轨迹中相邻观测点之间时间间隔的最大统计范围，计算各相邻观测点之间的时间间隔，选取小于设定最大统计范围的时间间隔来计算平均时间间隔，利用时间间隔质量函数，将平均时间间隔转换成取值范围为[0～1]的时间间隔质量指标；最后，基于层次分析法确定3个质量指标的加权系数，并通过加权求和方式，计算目标运动轨迹综合质量评估指标；从而完成目标运动轨迹质量的综合评估。本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果：评价指标完善。本专利技术基于目标运动轨迹，建立了有效的目标运动轨迹综合质量评价指标体系以及评估方法。利用目标运动轨迹数据中的时间、经度、纬度和高程信息，计算时间间隔质量指标、丢点率质量指标和航迹平滑度质量指标，并通过层次分析法确定各质量指标的加权系数，利用加权求和方法实现对目标运动轨迹质量的综合评估；与现有方法相比，基于目标运动轨迹信息，建立了标准的目标运动轨迹质量综合评价指标和评估方法，能够更好的评估目标运动轨迹的质量，且具有更好的应用范围。适用性好。本专利技术从目标运动轨迹自身出发，利用运动估计自身进行目标运动轨迹综合质量评估，实现目标运动轨迹质量的有效评估，不依赖于传感器测量精度、参考位置精度等外部信息，具有更加广泛的应用范围，适用性强。此外，对基于目标运动轨迹信息的应用和分析具有良好的指导作用，例如在不同手段信息获取能力评估时，可通过比较各信息源获得的同一目标的运动轨迹的质量，对不同手段获取质量进行评估；在目标状态监测中，可以辅助判断民航飞机等目标的运动状态是否安全合理。附图说明下面结合附图和实施举例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术目标运动轨迹质量综合评估方法流程图。图2是时间间隔质量指标估计流程图。图3是丢点率质量指标估计流程图。图4是运动轨迹平滑度质量指标估计流程图。图5是目标运动轨迹综合质量指标估计流程图。图6为仿真实验中目标1的运动轨迹经纬度曲线示意图。图7为仿真实验中目标2的运动轨迹经纬度曲线示意图。下面结合附图以及具体的实施例对本专利技术作进一步的详细描述。具体实施方式参阅图1。根据本专利技术，首先，从目标运动轨迹自身出发，建立以时间间隔质量、丢点率质量、航迹平滑度质量为基础的目标运动轨迹综合评价指标体系；然后，提取目标运动轨迹数据中的时间、经度、纬度和高程信息，并利用这些信息计算反映目标运动轨迹质量的时间间隔质量指标、丢点率质量指标和航迹平滑度质量指标；在计算时间间隔质量指标中，根据实际场景需求，设置运动轨迹中相邻观测点之间时间间隔的最大统计范围，计算各相邻观测点之间的时间间隔，选取小于设定最大统计范围的时间间隔来计算平均时间间隔，利用时间间隔质量函数，将平均时间间隔转换成取值范围为[0～1]的时间间隔质量指标；最后，基于层次分析法确定3个质量指标的加权系数，并通过加权求和方式，计算目标运动轨迹综合质量评估指标；从而完成目标运动轨迹质量的综合评估。在计算丢点率质量指标中，首先，根据相邻观测点之间的时间间隔和平均时间间隔，计算丢点数；然后，根据丢点数计算丢点率；最后，根据丢点率质量函数，经丢点率转换成取值范围为[0～1]的丢点率质量指标。在计算航迹平滑度质量指标中，首先利用Savitzky-Golay平滑滤波器对目标运动轨迹数据进行平滑，分别对经度、纬度和高程信息中的观测数据纵坐标进行多项式拟合，得到经度、纬度以及高程的拟合值；然后，利用计算所有观测值和对应的拟合值之间距离差的均方根值；最后，根据目标航迹平滑度质量函数，将距离差的均方根值转化为取值范围为[0～1]的航迹平滑度质量指标。在计算综合质量评估指标中，首先，根据层次分析法确定时间间隔质量指标、丢点率质量指标、航迹平滑度质量指标的加权系数；然后，根据加权系数，采用加权求和的方式，得到目标运动轨迹的综合质量评估指标。在可选的实施例中，目标运动轨迹质量综合评估计算流程包括以下步骤：步骤1，在提取目标运动轨迹数据中的时间、经度、纬度和高程信息过程中，若目标运动轨迹数据中不包含高程信息，可将目标运动轨迹对应的高程设为固定值，该固定值可以设为信息获取平台的高度，也可直接设为零。步骤2，计算目标运动轨迹时间间隔质量指标。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种目标运动轨迹综合质量评估方法，其特征在于包括如下步骤：首先，从目标运动轨迹自身出发，建立以时间间隔质量、丢点率质量、航迹平滑度质量为基础的目标运动轨迹综合评价指标体系；然后，提取目标运动轨迹数据中的时间、经度、纬度和高程信息，并利用这些信息计算反映目标运动轨迹质量的时间间隔质量指标、丢点率质量指标和航迹平滑度质量指标；在计算时间间隔质量指标中，根据实际场景需求，设置运动轨迹中相邻观测点之间时间间隔的最大统计范围，计算各相邻观测点之间的时间间隔，选取小于设定最大统计范围的时间间隔来计算平均时间间隔，利用时间间隔质量函数，将平均时间间隔转换成取值范围为[0～1]的时间间隔质量指标；最后，基于层次分析法确定3个质量指标的加权系数，并通过加权求和方式，计算目标运动轨迹综合质量评估指标；从而完成目标运动轨迹质量的综合评估。/n

【技术特征摘要】
1.一种目标运动轨迹综合质量评估方法，其特征在于包括如下步骤：首先，从目标运动轨迹自身出发，建立以时间间隔质量、丢点率质量、航迹平滑度质量为基础的目标运动轨迹综合评价指标体系；然后，提取目标运动轨迹数据中的时间、经度、纬度和高程信息，并利用这些信息计算反映目标运动轨迹质量的时间间隔质量指标、丢点率质量指标和航迹平滑度质量指标；在计算时间间隔质量指标中，根据实际场景需求，设置运动轨迹中相邻观测点之间时间间隔的最大统计范围，计算各相邻观测点之间的时间间隔，选取小于设定最大统计范围的时间间隔来计算平均时间间隔，利用时间间隔质量函数，将平均时间间隔转换成取值范围为[0～1]的时间间隔质量指标；最后，基于层次分析法确定3个质量指标的加权系数，并通过加权求和方式，计算目标运动轨迹综合质量评估指标；从而完成目标运动轨迹质量的综合评估。


2.如权利要求1所述的目标运动轨迹综合质量评估方法，其特征在于：在计算丢点率质量指标中，首先，根据相邻观测点之间的时间间隔和平均时间间隔，计算丢点数；然后，根据丢点数计算丢点率；最后，根据丢点率质量函数，经丢点率转换成取值范围为[0～1]的丢点率质量指标。


3.如权利要求1所述的目标运动轨迹综合质量评估方法，其特征在于：在计算航迹平滑度质量指标中，首先利用Savitzky-Golay平滑滤波器对目标运动轨迹数据进行平滑，分别对经度、纬度和高程信息中的观测数据纵坐标进行多项式拟合，得到经度、纬度以及高程的拟合值；然后，利用计算所有观测值和对应的拟合值之间距离差的均方根值；最后，根据目标航迹平滑度质量函数，将距离差的均方根值转化为取值范围为[0～1]的航迹平滑度质量指标。


4.如权利要求1所述的目标运动轨迹综合质量评估方法，其特征在于：在计算综合质量评估指标中，首先，根据层次分析法确定时间间隔质量指标、丢点率质量指标、航迹平滑度质量指标的加权系数；然后，根据加权系数，采用加权求和的方式，得到目标运动轨迹的综合质量评估指标。


5.如权利要求1所述的目标运动轨迹综合质量评估方法，其特征在于：在提取目标运动轨迹数据中的时间、经度、纬度和高程信息过程中，若目标运动轨迹数据中不包含高程信息，则将目标运动轨迹对应的高程设为信息获取平台的高度或直接设为零，利用平均时间间隔来定义时间间隔质量，根据第i个观测点的时刻Ti、第i+1个观测点与第i个观测点之间的时间间隔ΔTi和目标运动轨迹中观测点的数目N，计算目标运动轨迹中所有相邻观测点之间的时间间隔ΔTi＝Ti+1-Ti,1≤i≤(N-1)；然后设置观测点时间间隔的最大统计范围为Lt，选取落入有效区间[0,Lt]内的观测点时间间隔来计算平均时间间隔，根据第k个落入有效区间[0,Lt]内的航迹点时间间隔ΔTk，计算所有观...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海瀛，贺文娇，王伟，王成刚，
申请(专利权)人：西南电子技术研究所中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51