基于双液透镜光学系统的空间目标特征识别方法技术方案

本发明专利技术涉及基于双液透镜光学系统的空间目标特征识别算法，引入液透镜电控变焦的优势，通过特征提取、线性特征聚类，实现在不同相对测量距离下对空间目标类型的准确识别。本发明专利技术的方法包括（1）图像线性特征提取，得到目标特征；（2）基于变换域的线性特征方向聚类方法，得到目标的主要线性结构方向量，得到目标的可能分类；（3）基于方向聚类的电调液透镜调焦方法，计算目标的主要方向聚类，如满足要求阈值要求进行后续计算，如不满足要求继续调焦并重复计算方向聚类参数；（4）基于交点的目标识别方法，计算目标观测面的4个交点，得到目标观测面的形状，识别出目标类型。可用此方法对空间目标特征进行自动识别，得到目标的类型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星相对测量与在轨服务技术，是一种自动空间目标特征识别方法，具体涉及一种基于方向聚类、液透镜自动调焦和特征点提取的快速自动识别方法。
技术介绍
随着在轨服务技术的快速发展需求，需要服务对象的类型各异，利用目标图像在较长工作距离范围内对目标的自动识别是在轨服务的基础条件。由于太空环境的限制，一般采用遥操作的方式通过人工参与的方式或者在目标上预先设置标识的方式完成对目标的识别。在进行目标识别时，主要依据的是对目标上预知的特征标识进行匹配，来为在轨服务提供输入条件，目标上需要包含较明显的特征信息，例如标识灯、标志结构等，往往需要目标图像具有清晰的特征。目标普遍采用的识别方法，多数是基于人工或者半自动，效率不高且实时性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于双液透镜光学系统的空间目标特征识别方法，以解决在轨服务过程中目标自动识别需要先验知识且实时性差的问题。为达到上述
技术实现思路
，本专利技术的技术解决方案是：步骤1：自动采集目标图像，并进行目标线性特征提取，得到目标的特征结构信息；步骤2：对特征结构信息变换域的方向进行聚类处理，得到目标的初分类结果；步骤3：依据方向聚类处理中参数的结果，调整液透镜光学系统焦距，计算图像在不同焦距情况下的聚类参数，迭代得到满足阈值要求的目标图像。步骤4：在满足阈值要求的目标图像上，提取目标观测面的交点特征，对交点特征构建的形状信息进行自动识别计算，得到目标的分类结果。所述的基于双液透镜光学系统的空间目标特征识别方法，其所述步骤1，是从原始目标图像中提取目标的线性特征，建立特征点集合；对于一幅图像I，计算得到平滑后图像S，计算公式为：S=I⊗e-(x2+y2)/2σ2]]>其中，I为原始目标图像，x，y为模板算子坐标，取值范围为[1,5]，σ为平滑参数，取值1.4。符号表示卷积运算，符号e表示指数运算。计算图像S在x方向和y方向的偏导，计算公式为：Sx=▿S▿x,Sy=▿S▿y]]>其中，符号表示一阶偏导运算。计算图像S上梯度的方向Sθ和幅值Sm，计算公式为：Sθ＝atan(Sy/Sx)Sm=Sx2+Sy2]]>其中，符号atan表示反正切运算，符号右上标2表示平方运算，符号√表示开平方运算。设置高低阈值θ1，θ2，取θ1＝0.4×θ2，按照高度阈值生成两幅强度图Sm1和Sm2。对Sm2进行逐点扫描，当遇到一个非零像素p(x,y)时，跟踪以其开始的轮廓线至终点q(x,y)。观察Sm1与Sm2中q(x,y)的八邻域，如果存在非零像素r(x,y)，则包含至Sm2图像中，并且以r(x,y)为起始点，重复跟踪轮廓线步骤直至在Sm1和Sm2都无法在继续。遍历所有非零点得到所有的线性特征。所述的基于双液透镜光学系统的空间目标特征识别方法，其所述步骤2的特征结构信息变换域方向计算方法为，在步骤1得到的特征结构信息后，计算特征结构图上每个特征点的变换域坐标，特征点数目为pt_num，计算公式为：θ＝atan(y/x)r＝y/sinθ其中，θ和r为变换域坐标，θ坐标范围为[0,…,180]，r坐标范围为width和height分别为图像的宽度和高度。x和y为特征点的图像坐标。符号atan表示反正切函数，符号/表示除法。得到每个特征点的变换域坐标(θ,r)，将θ值集合{θi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双液透镜光学系统的空间目标特征识别方法，其特征在于，包括：步骤1：自动采集目标图像，并进行目标线性特征提取，得到目标的特征结构信息；步骤2：对特征结构信息变换域的方向进行聚类处理，得到目标的初分类结果；步骤3：依据方向聚类处理中参数的结果，调整液透镜光学系统焦距，计算图像在不同焦距情况下的聚类参数，迭代得到满足阈值要求的目标图像；步骤4：在满足阈值要求的目标图像上，提取目标观测面的交点特征，对交点特征构建的形状信息进行自动识别计算，得到目标的分类结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于双液透镜光学系统的空间目标特征识别方法，其特征在于，包括：步骤1：自动采集目标图像，并进行目标线性特征提取，得到目标的特征结构信息；步骤2：对特征结构信息变换域的方向进行聚类处理，得到目标的初分类结果；步骤3：依据方向聚类处理中参数的结果，调整液透镜光学系统焦距，计算图像在不同焦距情况下的聚类参数，迭代得到满足阈值要求的目标图像；步骤4：在满足阈值要求的目标图像上，提取目标观测面的交点特征，对交点特征构建的形状信息进行自动识别计算，得到目标的分类结果。2.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：张翰墨，卢山，阳光，刘超镇，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31