[发明专利]一种运动目标的动态时序模型构建方法

权利要求书

1.一种运动目标的动态时序模型构建方法，其特征在于，包括：

将目标的运动场景划分为若干个运动段；

利用多项式模型对每一所述运动段中目标的运动轨迹进行拟合，以获取目标在所述运动场景中的全程运动轨迹；

根据目标在所述运动场景中的全程运动轨迹获取目标的空间位置和姿态，以构建目标的动态时序模型。

2.如权利要求1所述的运动目标的动态时序模型构建方法，其特征在于，所述运动段的类型包括直行类和转弯类。

3.如权利要求2所述的运动目标的动态时序模型构建方法，其特征在于，所述利用多项式模型对每一所述运动段中目标的运动轨迹进行拟合，以获取目标在所述运动场景中的全程运动轨迹的步骤包括：

利用五次多项式模型构建每一所述运动段中目标的位置、速度和加速度状态方程；

根据所述运动段中目标的位置、速度和加速度状态方程及目标在对应所述运动段初始时刻和终止时刻的位置、速度和加速度参数，计算对应所述运动段的五次多项式的系数，以得到所述运动段中目标的运动轨迹；

对所有所述运动段中目标的运动轨迹进行合成，以得到目标在所述运动场景中的全程运动轨迹。

4.如权利要求3所述的运动目标的动态时序模型构建方法，其特征在于，

目标的位置状态方程的表达式为：

其中，t为时间；x(t)、y(t)分别为场景坐标系下目标在X轴和Y轴方向上的位置状态曲线；a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅和b₀、b₁、b₂、b₃、b₄、b₅为五次多项式的系数；

目标的速度状态方程的表达式为：

其中，x′(t)、y′(t)分别为场景坐标系下目标在X轴和Y轴方向上的速度状态曲线；

目标的加速度状态方程的表达式为：

其中，x″(t)、y″(t)分别为场景坐标系下目标在X轴和Y轴方向上的加速度状态曲线。

5.如权利要求4所述的运动目标的动态时序模型构建方法，其特征在于，执行对所有所述运动段中目标的运动轨迹进行合成的步骤之前还包括：对类型为转弯类的运动段中目标的运动轨迹进行曲率特性分析，以判断是否满足运动学约束条件。

6.如权利要求5所述的运动目标的动态时序模型构建方法，其特征在于，目标的运动轨迹的最小曲率半径不小于目标当前状态下的最小转向半径，则满足运动学约束条件，否则不满足运动学约束条件。

7.如权利要求6所述的运动目标的动态时序模型构建方法，其特征在于，目标的运动轨迹的曲率半径采用如下公式进行计算：

其中，R为目标的运动轨迹的曲率半径；κ为曲线曲率；y′(x)为场景坐标系下目标的运动轨迹的一阶导数；y″(x)为场景坐标系下目标的运动轨迹的二阶导数，且y″(x)不为0。

8.如权利要求4所述的运动目标的动态时序模型构建方法，其特征在于，所述根据目标在所述运动场景中的全程运动轨迹获取目标的空间位置和姿态，以构建目标的动态时序模型的步骤包括：

根据目标的全程运动轨迹中的位置坐标获取目标在所述运动场景中的空间位置；

将目标的速度方向矢量投影到场景坐标系中，以获取目标所述运动场景中的姿态。