[發明專利]航天器合作靶標及其識別方法和識別裝置

有效

• 申請號: 201810836882.3
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN109145897B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 吳培;羅南杭;方明杰;胡琮亮;萬華慶;熊卿
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一九研究所
• 主分類號: G06K9/32
• 分類號: G06K9/32;G06K9/20;G06T7/13;G06T7/60
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種航天器合作靶標的識別方法，其特征在于，包括：

獲取空間場景中航天器合作靶標的圖像，對所述圖像先后進行邊緣檢測和單像素邊緣跟蹤，獲得所有邊緣；

對所有邊緣進行圓識別，根據圓識別的結果獲得一定數量的圓和線段；

逐個對圓和線段進行約束檢測，直至找到滿足所述航天器合作靶標中圓環標記和線段標記間制約關系的圓和線段，以確定圖像中的線段標記和圓環標記；

根據圖像中確定的線段標記和圓環標記，識別圖像中的所有標識點；

其中，所述圓環標記和線段標記間制約關系包括：根據所述圓環標記的半徑與所述圓環標記的圓心至所述線段標記的距離的比值確定的第一比例系數k、根據所述圓環標記的半徑與所述線段標記的長度的比值確定第二比例系數h、圓環標記的圓心至所述線段標記內側的距離與圓環標記的外徑的比值c₁以及圓環標記的圓心至所述線段標記外側的距離與圓環標記的內徑的比值c₂；

所述航天器合作靶標，包括：板體以及垂直突出于所述板體的柱體；所述板體為矩形；

其中，所述航天器合作靶標上設置3個大小相同的圓形標識點，包括設置在所述柱體頂面的第一標識點、設置在所述板體上且對稱分布在所述第一標識點兩側的第二標識點和第三標識點；

所述板體上還設置線段標記和圓環標記，所述圓環標記的圓心與所述第一標識點的正投影的圓心為同一點，所述第一標識點的正投影的圓心、所述第二標識點的圓心以及第三標識點的圓心位于同一線段上且與所述線段標記平行；

所述根據圖像中確定的線段標記和圓環標記，識別圖像中的所有標識點，具體為：

根據所述航天器合作靶標中圓環標記、線段標記以及標識點間的制約關系，結合圖像中確定的線段標記的線段和確定為圓環標記的圓，對圖像中的其他圓進行識別，直至確定圖像中的所有標識點；

其中，所述圓環標記、線段標記以及標識點間的制約關系包括：根據所述線段標記的長度與圓環標記的半徑的比值確定的第三比例系數g、根據標識點的半徑與圓環標記的內徑的比值確定的第四比例系數m、根據標識點的半徑與圓環標記的外徑的比值確定的第五比例系數n、第一標識點與圓環標記的位置關系、第二標識點和第三標識點與線段標記的位置關系；

所述根據所述航天器合作靶標中圓環標記、線段標記以及標識點間的制約關系，結合圖像中確定的線段標記的線段和確定為圓環標記的圓，對圖像中的其他圓進行識別，直至確定圖像中的所有標識點，具體為：

在圖像中創建矩形窗口，所述矩形窗口以確定為圓環標記的圓O_i的圓心為中心，以確定為線段標記的線段l為矩形的長邊方向；所述矩形窗口的長邊長度為gr_i，短邊長度為0.5gr_i；

在所述矩形窗口中尋找半徑在區間[nr_i，mr_i]內的圓，作為候選圓，記錄位于圓O_i內的候選圓為第一標識點，根據第二標識點和第三標識點與線段標記的位置關系，從位于圓O_i兩側對稱分布的候選圓中確定第二標識點和第三標識點。

2.根據權利要求1所述的識別方法，其特征在于，所述標識點的半徑為3-5mm；所述第一標識點的圓心與第二標識點的圓心的間距為75-85mm；所述圓環標記的內徑為18-22mm，外徑為23-27mm；所述線段標記的長度為150-180mm，寬度為3-7mm；所述第一標識點的正投影的圓心至所述線段標記的內側的距離為35-40mm；所述柱體的高度為43-47mm。