Bu çalışmada genişletilmiş hedef izleme (GHİ) problemi ele alınmıştır. GHİ problemi klasik hedef izleme probleminden farklı olarak, bir hedefin tek bir anda birden fazla ölçüme sebep olması durumunu inceler. Bu varsayım altında toplanan ölçümlerden, hedefin hem kinematik bilgileri hem de şekli kestirilir. Literatürde bu problemi çözmeye yönelik yaklaşık çözümlü algoritmalar vardır. Ancak bu çalışmaların pek çoğu teorik alt yapısı zayıf olan buluşsal çözüm önerileri içerir. Bu çalışmada yüzeyi birden çok elips ile gösterilebilen bir hedefi takip eden ve hedefin şeklini öğrenebilen beklenti maksimizasyonu (BM) temelli yeni bir yöntem geliştirilmiştir. GHİ problemi stokastik durum uzay modellerinde parametre kestirimi problemi haline getirilmiş ve parçacık filtresi kullanarak kestirim yapılmıştır. Simülasyonlarda çoklu elipsten oluşan ve bilinmeyen şekle sahip bir genişletilmiş hedef isabetle takip edilmiş ve hedefin şekli başarıyla kestirilmiştir.