Evaluating credal set theory as a belief framework in high-level information fusion for automated decision-making

Sammanfattning: Högnivåfusion är ett forskningsområde där man studerar metoder för att uppnå en övergripande situationsförståelse för någon miljö av intresse. Syftet med högnivåfusion är att tillhandahålla ett effektivt beslutstöd for mänskligt eller automatiskt beslutsfattande. För att åstadkomma detta har det föreslagits att man ska reducera osäkerhet kring beslutet genom att använda flera olika källor av information. Det främsta verktyget för att hantera osäkerhet inom högnivåfusion är ett ramverk för att hantera evidensbaserad trolighet och evidenser kring en given tillståndsrymd. Ett av de vanligaste ramverken som används inom högnivåfusion för detta syfte är baserad på Bayesiansk teori. Denna teori har dock ofta blivit kritiserad för att den använder en representation av evidensbaserad trolighet och evidenser som inte är tillräckligt uttrycksfull för att representera vissa typer av osäkerheter. På grund av detta har en generalisering av Bayesiansk teori föreslagits, kallad “credal set theory“, där man kan representera evidensbaserad trolighet och evidenser oprecist. I denna avhandling undersöker vi om “credal set theory“ medför mätbara fördelar, jämfört med Bayesiansk teori, då det används som ett ramverk i högnivåfusion för automatiskt beslutsfattande, dvs. när ett beslut fattas av en algoritm. Vi karaktäriserar Bayesiansk och “credal“ operatorer för updatering av evidensbaserad trolighet och kombination av evidenser och vi presenterar tre experiment där vi utvärderar ramverken med avseende på automatiskt beslutsfattande. Utvärderingen genomförs med avseende på ett enskilt beslut och för en mängd beslut baserade på ramverkens strukturer för evidensbaserad trolighet och evidens. Vi konstruerar anomalidetektorer baserat på de två ramverken som vi sedan utvärderar med avseende på maritim övervakning.Den främsta slutsatsen av denna avhandling är att även om “credal set theory“ har betydligt mer uttrycksfulla strukturer för att representera evidensbaserad trolighet och evidenser kring ett tillståndsrum, jämfört med det Bayesianska ramverket, så kan “credal set theory“ prestera signifikant sämre i genomsnitt än det Bayesianska ramverket, oberoende av mängden oprecision.