紫外月球敏感器自主积分时间调节方法技术

紫外月球敏感器自主积分时间调节方法，（１）计算紫外月球敏感器拍摄的图像中灰度值高于亮像素阈值的像素比例，若计算比例大于亮比例阈值，则图像“超亮”转（４），否则计算拍摄的整幅图像中灰度值低于暗像素阈值的像素比例，若所述比例大于暗比例阈值，则图像“超暗”转（５），否则以拍摄的图像内的月球目标区域作为对象，进行平均灰度统计，若统计的平均灰度在阈值区间内，则图像处于“正常亮度”状态，转（６），若平均灰度高于阈值区间，则图像“过亮”转（４），若平均灰度低于阈值区间，则图像“过暗”转（５）；（４）积分时间档减１；（５）积分时间档加１；（６）积分时间档不变；（７）将调整后的积分时间档作为下次成像的积分时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种紫外月球敏感器成像的自主积分时间调节方法，属光学成 像姿态敏感器领域。技术背景随着成像探测器件以及处理器技术的快速进步，航天器姿态敏感器逐渐由 单元扫描式向成像式发展，紫外月球敏感器就是一种有别于传统地平仪的大视 场成像式姿态敏感器是我国第 一个大视场扩展目标成像的敏感器。他利用面阵CCD对月球成像，处理的对象是属于具有形状特征的扩展目标，成像质量的好 坏对后续信息处理影响很大。月球成像属于反照太阳光，太阳入射角度的差异、不同地形(月海、月陆等) 反照率差异使得一个轨道周期内月球成像亮度变化达到数十倍，若地面设定则 需要频繁干预，这不现实。紫外月球敏感器光圈固定，由此为保证成像质量敏 感器具备自主积分时间调节能力。目前，在轨的空间成像敏感器或者空间相机 通常由地面进行积分时间的设定。中国专利号200310124752.0,线阵CCD光积分时间自适应控制方法及 装置中介绍了线阵CCD光几分自适应控制方法。该方法中没有亮度分析、 等级划分等，并且线阵CCD无法直接获得二维图像。光电工程[J], 2001年第1期，一种数字测图中的自动曝光控制技术主 要针对航空测量数码相机，利用地面标定的景物亮度与光圏曲线进行自动光圈 调节技术。该技术调节对象为相机光圈，并且也未涉及图像分级与分析问题。美国专利US5319969，名称Method for determining 3-axis spacecraft attitude中介绍了一种利用紫外谱段姿态敏感器的三轴姿态确定方法，其中未 涉及自主积分时间调节。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种紫外月球敏感 器自主积分时间调节方法，该方法在轨实时将图像分成五个等级通过自主调节 成像积分时间解决了紫外月球敏感器对月球的高质量成像问题。本专利技术的技术解决方案是，包括 下列步骤(1 )对紫外月球敏感器拍摄的整幅图像进行亮度分析，计算图像中灰度值 高于亮像素阈值的像素比例，判断计算的比例与预先设置的亮比例阈值大小， 若比例值大于预先设置的亮比例阈值，则认为图像超亮，积分时间档减小1， 否则转步骤(2);(2) 计算步骤(1)中拍摄的整幅图像中灰度值低于暗像素阈值的像素比 例，判断所述比例与预先设置的暗比例阈值的大小，若所述比例大于暗比例阈 值，则认为图像超暗，积分时间档增加1，否则转步骤(3);(3) 以拍摄的图像内的月球目标区域作为对象，进行平均灰度统计，判断 所述的平均灰度与正常灰度阈值区间的关系，若统计的平均灰度在阈值区间内， 则认为图像处于正常亮度状态，积分时间档不变，若统计的平均灰度高于 阈值区间，则认为图像过亮，积分时间档减小1，若统计的平均灰度低于阈 值区间，则认为图像过暗，积分时间档增加1;(4) 将调整后的积分时间档作为下次成^f象的积分时间。所述步骤(1 )中的对紫外月球敏感器拍摄的整幅图像进行亮度分析采用离 散采集图像点并进行统计方法。所述步骤(1)中的亮像素阈值设计根据地面实验中的最亮值进行预设，一 般不小于最亮值的95%。所述步骤(1)中的亮比例阈值为目标最小面积与整幅图像的比例。所述步骤(2)中的暗像素阈值等于地面实验中的最大背景灰度值。所述步骤(2 )中的暗比例阈值一般大于95% 。所述步骤(3)中的正常亮度阈值区间[T1，T2]计算公式为T1=C*(1-K)T2=C*(1+K)其中，C为灰度等级的中心值； K取值范围为1/2~2/3。 本专利技术与现有技术相比有益效果为(1)本专利技术将紫外月球敏感器拍摄的图像分成超亮、过亮、正常、过暗和 超暗五各等级，通过实时整图分析、目标分析两种方式进行亮度等级计算，按 照等级实时调节积分时间，解决了在轨实时自主调节成像积分时间解决紫外月 球敏感器对月球的成像问题。(2 )本专利技术超亮级别设计可以避免由于目标亮度饱和产生的溢出，使得平 均灰度值降低，产生正常亮度的错判的情况。(3 )本专利技术超暗级别设计可以避免由于目标灰度过低产生图像中无目标的错判。 附图说明图1为本专利技术方法流程图；图2为本专利技术实施例1超亮例图；图3为本专利技术实施例1调整后正常图像；图4为本专利技术实施例2超暗例图；图5为本专利技术实施例3过亮例图；图6为本专利技术实施例4过暗例图。具体实施方式本专利技术中涉及的紫外月球敏感器可以采用Honeywell公司申请的专利号为 US5837894名称Wide Field of View Sensor with diffractive Optical Corrector中公开的一种利用紫外谱段的三轴姿态敏感器。还可以采用美国专 利US5319969名-尔Method for determining 3國axis spacecraft attitude中^>开的一种利用紫外谱段的三轴姿态敏感器。如图1所示，为本专利技术方法流程图，具体实施步骤如下 (1 )对紫外月球敏感器拍摄的整幅图像进行亮度分析，计算图像中灰度值高于亮像素阈值的像素比例rh，判断计算的比例与预先设置的亮比例阈值Trh 大小，若比例值大于预先设置的亮比例阈值，则认为图像超亮，积分时间档 号减小1档lnte_Time= Inte—Time-1;式中Inte—Time代表敏感器积分时间档 号，否则转步骤(2);上面所述的对紫外月球敏感器拍摄的整幅图像进行亮度分析以整幅图像作为对象，平均离散的采集图像点并进行统计。图像中灰度值高于亮像素阈值A 的像素比例「h的计算公式为(Gh根据地面实验中的最亮值进行预设， 一般不 小于最亮值的95% )r ， ^ w應上式a^为亮度高于^的像素数量，^臓为图像像素总量； 若^〉:^,则认为图像超亮，4为亮比例阈值，大小为成像目标最小面 积与整幅图像的比例。(2) 计算步骤(1)中拍摄的整幅图像中灰度值低于暗像素阈值G,的像素比例n,判断所述比例与预先设置的暗比例阔值Tn的大小，若所述比例n大于 暗比例阈值Tri，则认为图像超暗，积分时间档号升高1档Inte—Time= Inte—Time+1，否则转步骤(3);其中，《为暗像素阈值等于地面实验中的最大背景灰度值，比例n的计算 公式如下。=~^上式iV,为亮度低于G,的像素数量，^騰为像素总量。若。>7;,则认为图像超暗，7;,可选择95%。(3) 以拍摄的图像内的月球目标区域作为对象，进行平均灰度统计，判断 所述的平均灰度与正常灰度阚值区间的关系，若统计的平均灰度在阈值区间内，则认为图像处于正常亮度，，状态，积分时间档号不变lnte—Time= lnte一Time, 若统计的平均灰度高于阈值区间，则认为图像过亮，积分时间档号减小1 档Inte—Time= Inte一Time-1;若统计的平均灰度低于阈值区间，则认为图像过 暗，积分时间档号升高1档Inte—Time= Inte—Time+1;平均灰度计算公式 为&为求解得到的目标区域平均亮度，池 为目标区域像素数量，^所统计像素点的灰度；当^e[ri T2]认为处于正常亮度，正常亮度阈值区间计算公式为T1=C*(1-K) T2=C*(1+K)其中，C为灰度等级的中心值；K取值范围为1/2~2/3。对于8位图像而言，k 取1/2得到丁1=64, T2=192;当&a本文档来自技高网...

【技术保护点】
紫外月球敏感器自主积分时间调节方法，其特征在于包括下列步骤：（１）对紫外月球敏感器拍摄的整幅图像进行亮度分析，计算图像中灰度值高于亮像素阈值的像素比例，判断计算的比例与预先设置的亮比例阈值大小，若比例值大于预先设置的亮比例阈值，则认为图像“超亮”，积分时间档减１，否则转步骤（２）；（２）计算步骤（１）中拍摄的整幅图像中灰度值低于暗像素阈值的像素比例，判断所述比例与预先设置的暗比例阈值的大小，若所述比例大于暗比例阈值，则认为图像“超暗”，积分时间档加１，否则转步骤（３）；（３）以拍摄的图像内的月球目标区域作为对象，进行平均灰度统计，判断所述的平均灰度与正常灰度阈值区间的关系，若统计的平均灰度在阈值区间内，则认为图像处于“正常亮度”状态，积分时间档不变，若统计的平均灰度高于阈值区间，则认为图像“过亮”，积分时间档减１，若统计的平均灰度低于阈值区间，则认为图像“过暗”，积分时间档加１；（４）将调整后的积分时间档作为下次成像的积分时间。

【技术特征摘要】
1、紫外月球敏感器自主积分时间调节方法，其特征在于包括下列步骤(1)对紫外月球敏感器拍摄的整幅图像进行亮度分析，计算图像中灰度值高于亮像素阈值的像素比例，判断计算的比例与预先设置的亮比例阈值大小，若比例值大于预先设置的亮比例阈值，则认为图像“超亮”，积分时间档减1，否则转步骤(2)；(2)计算步骤(1)中拍摄的整幅图像中灰度值低于暗像素阈值的像素比例，判断所述比例与预先设置的暗比例阈值的大小，若所述比例大于暗比例阈值，则认为图像“超暗”，积分时间档加1，否则转步骤(3)；(3)以拍摄的图像内的月球目标区域作为对象，进行平均灰度统计，判断所述的平均灰度与正常灰度阈值区间的关系，若统计的平均灰度在阈值区间内，则认为图像处于“正常亮度”状态，积分时间档不变，若统计的平均灰度高于阈值区间，则认为图像“过亮”，积分时间档减1，若统计的平均灰度低于阈值区间，则认为图像“过暗”，积分时间档加1；(4)将调整后的积分时间档作为下次成像的积分时间。2、 根据权利要求1所述的紫外月球壽文感器自主积分时间调...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立，龚德铸，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]