[發明專利]一種基于視覺的立方星對接重構方法

在審

• 申請號: 201611150764.4
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN107742295A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 劉金國;付伊蒙;張天;曹江濤;高慶
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/73;G06T7/136;G06T7/194;G06N3/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 李巨智

1.一種基于視覺的立方星對接重構方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：對目標立方星進行圖像采集，得到合作目標的初始圖像；

步驟2：對得到的初始圖像通過灰度化和高斯濾波進行預處理；

步驟3：對預處理后的圖像通過分數階達爾文粒子群算法搜索最優閾值，對灰度圖像進行閾值分割，得到目標區域；

步驟4：通過重心法提取分割得到的目標區域特征點，根據特征點坐標使用EPnP算法對目標立方星和追蹤立方星的相對位置和姿態進行解算，并根據解算結果完成對接。

2.根據權利要求1所述的基于視覺的立方星對接重構方法，其特征在于：所述分數階達爾文粒子群算法為：

步驟1：將灰度圖像中個像素點灰度值作為粒子，并設置分數階達爾文粒子群算法的相關參數；

步驟2：將類間方差公式作為適應度函數計算各子群中粒子的適應度值；

步驟3：根據粒子的速度和位置公式更新所選灰度值，返回步驟2計算該灰度值下的適應度值，并通過迭代比較過程得到最大類間方差，最大類間方差對應粒子的位置即為最優閾值。

3.根據權利要求1所述的基于視覺的立方星對接重構方法，其特征在于：所述灰度化通過單通道提取的方法完成。

4.根據權利要求2所述的基于視覺的立方星對接重構方法，其特征在于：所述設置分數階達爾文粒子群算法的相關參數包括：

設置初始粒子群數S，最小粒子群數S_min，最大粒子群數S_max，每個子群中的粒子數N，最小粒子數N_min和最大粒子數N_max。

5.根據權利要求2所述的基于視覺的立方星對接重構方法，其特征在于：所述類間方差公式為：

σ(t)²＝ω₁(t)ω₂(t)(u₁(t)-u₂(t))²

其中，t為像素點的灰度值；C₀為灰度值在0～t之間的像素；C₁為灰度值在t+1～L-1之間的像素，L為圖像灰度級數；ω₁(t)為C₀中所包含的像素數；ω₂(t)為C1中所包含的像素數；u₁(t)為C₀中所有像素數的平均灰度值，u₂(t)為C₁中所有像素數的平均灰度值；σ(t)²為類間方差。