【技术实现步骤摘要】
一种光照复杂条件下的空间目标可见光图像线段检测方法
[0001]本专利技术涉及图像处理和视觉测量
，特别是一种光照复杂条件下的空间目标可见光图像线段检测方法。
技术介绍
[0002]精确测量空间目标的相对位姿是执行在轨服务任务的先决条件。对于大多数人造空间目标，空间目标的关键结构大多由线段组成。与其他特征相比，线段受光照和噪声等观测条件的影响较小。用线段表示空间目标，可以降低姿态估计算法的复杂度。同时，算法的鲁棒性也会得到很大的提高。线段提取是图像处理和视觉测量领域的基础工作，广泛应用于目标检测、图像配准、目标识别、目标位姿估计、三维重建等领域。
[0003]与一般场景下运动目标的特征提取问题不同，在轨控制过程中，空间目标的线段提取面临更多挑战。在空间中：1)照明变化复杂。强烈的太阳光照导致图像对比度高，动态范围大，其中面向太阳的一侧图像亮度较大，甚至过饱和，而非暴露在太阳下的一侧图像亮度较暗，图像亮度较低。如何在复杂光照下准确提取目标线段特征对现有的方法提出了挑战。2)恒星背景、阴影和微弱噪声对线段检测算法的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光照复杂条件下的空间目标可见光图像线段检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、采集空间目标可见光学图像，并对其标注出所有的线段从而得到真实线段数据，根据真实线段数据和空间目标可见光学图像来构建微纳卫星线段MNS
‑
LS数据集；对MNS
‑
LS数据集中的空间目标可见光图像进行预处理，得到预处理后的空间目标可见光图像；步骤S2、改进二维直方图的构建策略，根据改进后的二维直方图来优化Otsu方法，并利用优化的Otsu方法对预处理后的空间目标可见光图像进行分割，得到分割后的空间目标可见光图像；提取分割后的空间目标可见光图像中符合线段属性的像素作为有效锚点；改进二维直方图的构建策略为：对预处理后的空间目标可见光图像进行中值滤波得到中值图像，并计算均值图像，利用中值图像与均值图像来构建二维直方图；步骤S3、基于步骤S2获得的有效锚点，根据线段的几何形状和梯度方向对齐的属性对有效锚点进行锚点分组，对分组后的锚点进行线段拟合以获得初始线段；步骤S4、基于步骤S3获得的初始线段，根据分组后的锚点的密度和梯度幅值分布对初始线段进行验证，获得验证后的有效线段；步骤S5、基于步骤S4获得的有效线段，根据线段聚合方法、利用有效线段之间的夹角差、端点之间的距离以及有效线段之间的重叠程度来过滤有效线段，得到聚合线段。2.根据权利要求1所述的一种光照复杂条件下的空间目标可见光图像线段检测方法，其特征在于，步骤S1中采集光照复杂条件下的空间目标可见光学图像。3.根据权利要求2所述的一种光照复杂条件下的空间目标可见光图像线段检测方法，其特征在于，步骤S1具体如下：通过半物理仿真平台采集光照复杂条件下的空间目标可见光学图像，通过标注软件对采集的空间目标可见光学图像进行标注，标注出空间目标可见光学图像中存在的所有的线段来得到真实线段数据，利用空间目标可见光学图像和真实线段数据来构建MNS
‑
LS数据集；对MNS
‑
LS数据集中的空间目标可见光学图像进行预处理，预处理是采用自适应双边滤波方法对空间目标可见光学图像进行去噪平滑处理。4.根据权利要求3所述的一种光照复杂条件下的空间目标可见光图像线段检测方法，其特征在于，半物理仿真平台是利用三轴转台、三自由度导轨、适用于微纳卫星平台的相机、真实3U立方星、太阳光照模拟器和地球背景搭建而成的，半物理仿真平台用来模拟空间环境，采集光照复杂条件下的空间目标可见光学图像。5.根据权利要求1所述的一种光照复杂条件下的空间目标可见光图像线段检测方法，其特征在于，步骤S2中，有效锚点的获取方式是：首先利用Canny算法中的非极大值抑制方法提取分割后的空间目标可见光图像中的像素点，得到通用锚点；其次，根据线段的像素梯度方向与邻域像素对齐的特性进一步对通用锚点进行方向验证，并提取与其相邻边缘像素对齐的通用锚点作为有效锚点。6.根据权利要求1所述的一种光照复杂条件下的空间目标可见光图像线段检测方法，其特征在于，步骤S4中，验证是指：首...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪玲，张兴星，唐生勇，刘寒寒，张翔，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。