Τεχνικές Βελτιστοποίησης Της Μεθόδου Ιχνηλάτησης Πολλαπλών Υποθέσεων - Μητ

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη και σύγκριση τεχνικών βελτιστοποίησης του αλγορίθμου «ιχνηλάτησης πολλαπλών υποθέσεων» (Multiple Hypothesis Tracking - MHT), για ιχνηλάτηση οδικού περιβάλλοντος. Συγκεκριμένα, οι τεχνικές που εξετάζονται είναι η Ομαδοποίηση στόχων (Clustering) και η Συγχώνευση Υποθέσεων (Hypothesis Merging).Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη παρουσίαση της «ιχνηλάτησης πολλαπλών στόχων» (Multiple Target Tracking - MTT). Η συγκεκριμένη μέθοδος ιχνηλασίας αναφέρεται στην ταυτόχρονη παρακολούθηση παραπάνω του ενός στόχων ταυτόχρονα. Η δυσκολία της μεθόδου αυτής έγκειται στην σωστή συσχέτιση των ήδη υπαρχόντων στόχων με τις εισερχόμενες παρατηρήσεις. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφεται αναλυτικά η μέθοδος «ιχνηλάτησης πολλαπλών υποθέσεων» (ΜΗΤ). Συγκεκριμένα εξετάζεται η «κατευθυνόμενη από τις παρατηρήσεις» (measurement-oriented) προσέγγιση της μεθόδου αυτής. Σκοπός της συγκεκριμένης προσέγγισης είναι η αντιστοίχηση των παρατηρήσεων της τρέχουσας σάρωσης με ήδη υπάρχοντες στόχους, νέους στόχους ή ψευδείς συναγερμούς. Στη συνέχεια παρουσιάζεται ο αλγόριθμος «ιχνηλάτησης πολλαπλών υποθέσεων» του Donald B. Reid, στον οποίο βασίζεται και η υλοποίηση της συγκεκριμένης εργασίας. Παράλληλα παρουσιάζονται διαφορετικές παραλλαγές του ίδιου αλγορίθμου (μέθοδος JPDA κ.α.). Τέλος γίνεται μία σύντομη περιγραφή της δεύτερης προσέγγισης, της «κατευθυνόμενης από τους στόχους» (track-oriented).Το τρίτο κεφάλαιο αναφέρεται διεξοδικά στην τεχνική της Ομαδοποίησης. Αρχικά δίνονται οι απαραίτητοι ορισμοί για των μεγεθών που χρησιμοποιούνται, και παρουσιάζονται οι διαφορετικές προσεγγίσεις της τεχνικής αυτής. Στη συνέχεια περιγράφεται η εφαρμογή της Ομαδοποίησης στην ιχνηλάτηση αντικειμένων, και δίνεται ένα παράδειγμα αλγορίθμου για την υλοποίησή της.Τα δύο τελευταία κεφάλαια περιλαμβάνουν το πειραματικό μέρος της εργασίας. Συγκεκριμένα στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφεται αναλυτικά η υλοποίηση των δύο τεχνικών βελτιστοποίησης σε διαφορετικά προγραμματιστικά περιβάλλοντα (MATLAB, C). Στο τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα. Αρχικά γίνεται σύγκριση, σε περιβάλλον MATLAB, της απόδοσης αλγορίθμων που χρησιμοποιούν τις τεχνικές βελτιστοποίησης σε σχέση με έναν απλό αλγόριθμο MHT. Ακολουθούν οι συγκρίσεις σε περιβάλλον C, για αλγόριθμους που χρησιμοποιούν την τεχνική της Ομαδοποίησης με ή χωρίς παράλληλη επεξεργασία των ομάδων (multithreading). Η εργασία ολοκληρώνεται με συμπεράσματα αλλά και προτάσεις για μελλοντικές εφαρμογές του θέματος.