[發明專利]一種微小衛星非合作目標圖像處理方法

有效

• 申請號: 201310591817.6
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103617613B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 袁建平;岳曉奎;劉宗明;張守華;張宇;葉東;吳斌
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本發明屬于航天器測量與圖像處理技術領域，具體地說,涉及一種微小衛星非合作目標圖像處理方法。

背景技術

在空間交會對接過程中，需要精確測量追蹤航天器與目標星之間的相對位置、相對姿態角、相對速度和相對姿態角速度等相對運動信息。為獲得準確的被測目標姿態信息，現有的合作目標算法需要對目標進行一定的改裝或者加裝處理，增加了目標星的功耗、重量，因此，目前亟需一種能夠有效的克服這些缺點的非合作目標圖像處理方法。

發明內容

針對目標星相對距離不同自適應的采用不同的特征提取算法、實現大范圍特征提取，本發明提出一種微小衛星非合作目標圖像處理方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:通過計算目標星在一幀初始圖像中所占的像素個數N，判斷像素個數N是否大于一預設閾值，若否，則基于反饋直線分離的方法識別出所述幀的初始圖像中目標星的特征；若是，則基于反饋直線聚合的方法識別出所述幀的初始圖像中目標星的特征，能夠直接提取目標星本身的特征、無需對目標星進行加裝改造、對目標星本身無特別要求；相對于合作目標圖像處理方法，執行非合作目標圖像處理方法的相關硬件結構具有低功耗、小重量；針對目標星相對距離不同自適應的采用不同的特征提取算法、實現大范圍特征提取，只需要目標星有適合的光照就可以提取所需的目標星的特征。

本發明微小衛星非合作目標圖像處理方法，其特點是包括以下步驟:

步驟1.計算目標星在一幀初始圖像中所占的像素個數N，判斷像素個數N是否大于一預設閾值，若否，則基于反饋直線分離的方法識別出初始圖像中目標星的特征；若是，則基于反饋直線聚合的方法識別出初始圖像中目標星的特征；

步驟2.計算目標星在相面中所占的像素個數N，采用大律法計算目標星在相面中所占的像素個數N；

步驟3.基于反饋直線分離的方法識別出初始圖像中目標星的特征:對初始圖像的每個像素點的像素值f(x,y)進行中值濾波得到濾波后的圖像的每個像素點的像素值f1(x,y)；對濾波后的圖像進行雙線性插值得到插值后的圖像；對插值后的圖像的每個像素點進行sobel算子濾波、非極大抑制、二值化得到二值化后的邊緣圖像的每個像素點的像素值G(x,y)；對二值化后的邊緣圖像的每個像素點的像素值G(x,y)進行Hough直線檢測以獲取目標星的每個邊緣i的邊緣直線（ρi，θi）作為目標星的直線特征，i為正整數；

步驟4.對初始圖像的每個像素點的像素值f(x,y)進行中值濾波，得到濾波后的圖像的每個像素點的像素值f1(x,y):獲取待進行中值濾波的像素點的第一3×3階鄰域窗口；對所述3×3階鄰域窗口中的9個像素點分別分配一個初值為0的計數器，并將所述第一3×3階鄰域窗口中的每個待比較像素點的像素值分別與其它8個像素點的像素值進行比較，每次若大于其它8個像素點中的一個像素點的像素值，則每次該待比較像素點的計數值+1，否則，每次該待比較像素點的計數值不變；對所述第一3×3階鄰域窗口中的每個像素點的計數器的計數值進行排序，獲取排序為中間的計數值作為待進行中值濾波的像素點的濾波后的像素值f1(x,y)；

步驟5.對濾波后的圖像進行雙線性插值得到插值后的圖像:將濾波后的圖像分割為若干個4×4階鄰域窗口；