[發明專利]基于B樣條函數任意擴展目標形狀及狀態估計方法

有效

• 申請號: 201410010460.2
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN104777465B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 楊金龍;李鵬;葛洪偉;袁運浩;劉楊
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基B樣條函數的擴展目標跟蹤與形狀估計方法，包括：?

（1）初始化參數：目標狀態ξ₀＝{x₀,X₀,P₀,Δ₀}，其中，x₀表示目標位置信息，X₀為形狀信息，P₀為運動噪聲協方差，Δ₀為形狀噪聲；并假定Q和R分別表示狀態噪聲協方差和量測噪聲協方差；設定參量d、和m，其中，d為角度劃分寬度，為固定不變的角度集合，m為偽量測集的最大元素數；?

（2）當k≥1，根據量測集Y_k和狀態x_k進行卡爾曼濾波；?

（3）以濾波后目標的位置信息為原點建立極坐標系，記錄量測相對于原點的坐標，添加到偽量測集形成新的偽量測集Z_k+1；?

（4）根據偽量測集Z_k+1更新目標形狀；?

（5）以X_k+1作為控制頂點，生成三次B樣條函數，估計目標的形狀；?

（6）若下一時刻觀測信息到達，轉到步驟（2）進行迭代；否則，目標跟蹤過程結束。?

2.根據權利要求書1所述的擴展目標跟蹤與形狀估計方法，其中，步驟(3)所述的量測集處理，生成新的偽量測集Z_k+1，按下述方法計算得到：?

(2.1)先將k+1時刻的量測集Y_k+1中每個元素減去更新后的質心坐標?

然后并入Z_k構成新的偽量測集，即?

(2.2)根據給定的偽量測集元素最大個數m，判斷是否大于m，若?則令否則刪除中時刻靠前的個元素，再設定

3.根據權利要求書1所述的擴展目標跟蹤與形狀估計方法，其中，步驟(4)所述根據偽量測集Z_k+1更新目標形狀，按以下步驟實現：?

(3.1)在0到2π均勻產生n個角度，構成固定不變的角度集合并將偽量測集按角度進行子集劃分，?

其中，d為劃分寬度，和表示k+1時刻偽量測集中第l個元素，在笛卡爾坐標系x方向和y方向上的坐標；為點z_k+1,l到過原點沿θ_i角度方向直線L_i的距離，其中，B₁和B₂為直線L_i上滿足的參數；C(·)表示z_k+1,l在角度正方向范圍內的約束條件；表示過原點且垂直于L_i的直線，其中，A₁和A₂為直線上滿足的參數；?

(3.2)計算集合D_k+1,i中元素到直線距離的期望，則目標的外輪廓可表示為：?

z_k+1,l∈D_k+1,i

(3.3)根據k+1時刻得到的外輪廓集合，對目標的形狀進行卡爾曼濾波，?

預測：?

X_k+1|k＝X_k

更新：?

其中，

4.根據權利要求書1所述的擴展目標跟蹤與形狀估計方法，其中，步驟(5)所述的以X_k+1為控制頂點，生成三次B樣條函數，估計目標形狀，按下述方法計算得到：?

(4.1)將極坐標下的點集映射到平面坐標系?

(4.2)令為U_k+1集合末尾添加集合首前三個元素的擴展控制頂點集，可生成閉合的B樣條函數：?

其中，N_i,3(u)為三次B樣條函數?

。