【技术实现步骤摘要】
一种星载动目标检测及速度估计方法
本专利技术涉及一种运动目标多帧检测的图像处理方法，特别是一种星载预警相机在轨实时动目标检测及速度估计方法,术语动目标图像处理
技术介绍
在轨实时对大气内感兴趣动目标进行检测跟踪是对地观测、遥感卫星的重要任务之一，流程是在星载相机对地连续拍摄的过程中，利用多帧连续图像完成对感兴趣动目标进行提取，计算该目标对应位置及相应的运动速度大小及方向，再利用计算结果对目标进行长时间跟踪拍摄，完成对目标的分析且及时向地面报告目标信息，达到快速检测跟踪的作用。由于成像距离远，目标在图像上所占面积从几个到十几个像元，内部无纹理特征，外部形状信息较少，背景及噪声对于目标的影响较大，通常目标信噪比较低，算法虚警率普遍较高。算法通常先对单帧图像进行预处理，提高可疑目标的信噪比，再对图像进行阈值分割并提取连通域；再利用多帧图像的处理结果进行运动目标的检测。传统的动目标处理算法的设计都是在理想条件下，忽略卫星的运动及相机姿态变化，对预处理后的图像直接进行相面坐标的多帧匹配，该种方法无法应用在真实...
【技术保护点】
1.一种星载动目标检测及速度估计方法，其特征在于步骤如下：/n(1)对连续拍摄的多帧星载对地观测图像进行背景抑制处理，得到去背景图像；/n(2)对步骤(1)的去背景图像，进行阈值分割，再进行连通域提取，剔除部分假目标连通域，得到有效连通域；/n具体地，利用自适应阈值法对去背景图像进行阈值分割，保存高于阈值的所有像元的坐标及灰度值；对保存的像元基于四连通域法提取连通域，并根据提取的连通域的面积和长宽比阈值剔除部分假目标连通域，得到有效连通域；/n(3)对步骤(2)的有效连通域进行质心提取，求取有效连通域的质心在拍摄相机的相面上的精确坐标；/n(4)利用坐标转换矩阵以及相机光轴...
【技术特征摘要】
1.一种星载动目标检测及速度估计方法，其特征在于步骤如下：
(1)对连续拍摄的多帧星载对地观测图像进行背景抑制处理，得到去背景图像；
(2)对步骤(1)的去背景图像，进行阈值分割，再进行连通域提取，剔除部分假目标连通域，得到有效连通域；
具体地，利用自适应阈值法对去背景图像进行阈值分割，保存高于阈值的所有像元的坐标及灰度值；对保存的像元基于四连通域法提取连通域，并根据提取的连通域的面积和长宽比阈值剔除部分假目标连通域，得到有效连通域；
(3)对步骤(2)的有效连通域进行质心提取，求取有效连通域的质心在拍摄相机的相面上的精确坐标；
(4)利用坐标转换矩阵以及相机光轴指向参数，完成质心在拍摄相机的相面上的精确坐标到GPS坐标系的坐标转换，得到GPS坐标系下的有效连通域质心坐标；
(5)根据GPS坐标系下的有效连通域质心坐标，得到对应有效连通域质心对应的地理位置，并计算其对应的运动速度大小和方向，使用多帧图像连通域比对提取真实目标方法，提取真实动目标对应的连通域，最终实现动目标检测，并实现其速度估计。
2.根据权利要求1所述的一种星载动目标检测及速度估计方法，其特征在于：步骤(1)中连续拍摄的多帧星载对地观测图像，要求为：安装于轨道高度500km的在轨卫星上的预警相机拍摄，其视场角度为4°。
3.根据权利要求1所述的一种星载动目标检测及速度估计方法，其特征在于：步骤(1)对连续拍摄的多帧星载对地观测图像进行背景抑制处理，得到去背景图像，具体为：对每一帧图像分别处理，进行背景抑制，得到去背景图像。
4.根据权利要求1所述的一种星载动目标检测及速度估计方法，其特征在于：连通域提取，具体为：基于四连通域法粗提取全部潜在目标连通域，并计算各连通域面积及连通域最大长宽比，与设定的固定阈值进行比较，剔除不符合要求的假目标连通域，得到剩余连通域为有效连通域。
5.根据权利要求1所述的一种星载动目标检测及速...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇宸，徐卿，赵春晖，刘鲁，朱琦，瞿涵，张聪，谢鸣宇，雷拥军，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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