[发明专利]基于B样条函数任意扩展目标形状及状态估计方法

权利要求书

1.基B样条函数的扩展目标跟踪与形状估计方法，包括： 

（1）初始化参数：目标状态ξ₀＝{x₀,X₀,P₀,Δ₀}，其中，x₀表示目标位置信息，X₀为形状信息，P₀为运动噪声协方差，Δ₀为形状噪声；并假定Q和R分别表示状态噪声协方差和量测噪声协方差；设定参量d、和m，其中，d为角度划分宽度，为固定不变的角度集合，m为伪量测集的最大元素数； 

（2）当k≥1，根据量测集Y_k和状态x_k进行卡尔曼滤波； 

（3）以滤波后目标的位置信息为原点建立极坐标系，记录量测相对于原点的坐标，添加到伪量测集形成新的伪量测集Z_k+1； 

（4）根据伪量测集Z_k+1更新目标形状； 

（5）以X_k+1作为控制顶点，生成三次B样条函数，估计目标的形状； 

（6）若下一时刻观测信息到达，转到步骤（2）进行迭代；否则，目标跟踪过程结束。 

2.根据权利要求书1所述的扩展目标跟踪与形状估计方法，其中，步骤(3)所述的量测集处理，生成新的伪量测集Z_k+1，按下述方法计算得到： 

(2.1)先将k+1时刻的量测集Y_k+1中每个元素减去更新后的质心坐标 

然后并入Z_k构成新的伪量测集，即 

(2.2)根据给定的伪量测集元素最大个数m，判断是否大于m，若 则令否则删除中时刻靠前的个元素，再设定

3.根据权利要求书1所述的扩展目标跟踪与形状估计方法，其中，步骤(4)所述根据伪量测集Z_k+1更新目标形状，按以下步骤实现： 

(3.1)在0到2π均匀产生n个角度，构成固定不变的角度集合并将伪量测集按角度进行子集划分， 

其中，d为划分宽度，和表示k+1时刻伪量测集中第l个元素，在笛卡尔坐标系x方向和y方向上的坐标；为点z_k+1,l到过原点沿θ_i角度方向直线L_i的距离，其中，B₁和B₂为直线L_i上满足的参数；C(·)表示z_k+1,l在角度正方向范围内的约束条件；表示过原点且垂直于L_i的直线，其中，A₁和A₂为直线上满足的参数； 

(3.2)计算集合D_k+1,i中元素到直线距离的期望，则目标的外轮廓可表示为： 

z_k+1,l∈D_k+1,i

(3.3)根据k+1时刻得到的外轮廓集合，对目标的形状进行卡尔曼滤波， 

预测： 

X_k+1|k＝X_k

更新： 

其中，

4.根据权利要求书1所述的扩展目标跟踪与形状估计方法，其中，步骤(5)所述的以X_k+1为控制顶点，生成三次B样条函数，估计目标形状，按下述方法计算得到： 

(4.1)将极坐标下的点集映射到平面坐标系 

(4.2)令为U_k+1集合末尾添加集合首前三个元素的扩展控制顶点集，可生成闭合的B样条函数： 

其中，N_i,3(u)为三次B样条函数 

。