[发明专利]一种基于锥套边缘特征建模的目标检测方法

说明书

本发明公开了一种基于锥套边缘特征建模的目标检测方法，涉及图像检测识别领域，本发明包括：通过区域轮廓特性确定内圆区域；提取边缘信息，对内圆区域进行边缘特征建模；由内圆模型确定伞骨区域以及外圆区域；对伞骨区域和外圆区域进行边缘特征建模构成全区域模型；对全区域模型进行SVM分类训练学习得到最终的锥套模型。本发明适用于空中加油的高动态、高危险性的工况，提出了一种基于目标边缘特征的方式，处理时间短，识别可靠性高。

技术领域

本发明涉及图像检测识别领域，尤其涉及一种基于锥套边缘特征建模的目标检测方法。

背景技术

软管式自主空中加油可以大幅度提升无人机的续航能力，它是加油机与受油机通过编队配合，由受油机自主定位前方加油机上锥套相对自身的位置，并通过精准的控制实现受油机与加油锥套的精准对接的过程，其中受油机能够自主准确的定位加油锥套的相对位置尤为关键，为后续的精确控制提供保障。目前，软管式自主空中加油近距对接的定位导航手段为视觉导航辅助GPS/I NS组合导航，视觉导航负责提供加油锥套与受油机之间的相对位置关系，在导航系统中起到了关键性的作用，而锥套目标的图像检测是视觉导航必不可少的环节，国内外若干学者研究机构对锥套目标的检测技术的研究做出了大量的工作。

空中加油的高动态、高危险性要求锥套目标的检测必须有很高的要求，一方面，要求锥套目标的识别可靠性要极高；另一方面对于图像信息的处理时间要尽可能少，以保证很高的实时性。

然而，现有技术中，通常采用的目标识别方式是基于图像特征匹配的方式或者是基于多样本数据的训练学习识别方式，识别的精确度较高，但是处理时间较长，不适用于高动态的要求；若采用简单的圆形目标检测的方式，处理时间短，但是检测的可靠性低，不能满足安全性的要求。因此，需要一种处理时间短，识别可靠性高的锥套目标检测方法。

发明内容

本发明的提供一种基于锥套边缘特征建模的目标检测方法，能够在保证高可靠性的情况下，缩短处理时间，满足在空中加油工况下，高动态，高危险性的要求。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于锥套边缘特征建模的目标检测方法，包括：

S1、扫描待检测区域，提取待检测区域的区域轮廓特性，加载轮廓特性判断标准，得到内圆区域；

S2、所述内圆区域包括内部无边缘区域和外部轮廓边界区域，加载所述内部无边缘区域边缘点的有效性判定规则和所述外部轮廓边界区域边缘点的有效性判定规则，得到内部无边缘区域有效边缘点和外部轮廓边界区域有效边缘点，拟合所述内部无边缘区域有效边缘点和所述外部轮廓边界区域有效边缘点，得到内圆模型；

S3、根据所述内圆模型与伞骨和外圆的尺寸关系、所述内圆模型的圆心坐标、短轴和长轴，确定伞骨区域和外圆区域；

S4、加载所述伞骨区域边缘点的有效性判定规则，得到伞骨区域有效边缘点，拟合所述伞骨区域有效边缘点，得到伞骨区域模型；加载所述外圆区域边缘点有效性判定规则，得到外圆区域有效点，拟合所述外圆区域有效点，得到外圆区域模型；

S5、所述伞骨区域模型和所述外圆区域模型构成全区域模型，将所述全区域模型载入SVM分类训练学习系统，得到锥套模型，所述锥套模型为检测目标。

进一步的，所述区域轮廓特性包括颜色特征和形状特征，所述轮廓特性判断标准包括：长宽比1.414、面积周长比0.808、灰度值45。

进一步的，所述内部无边缘区域边缘点的有效性判定规则包括：

amplitude_ep_i120；

num_ep_i1＝0；

所述外部轮廓边界区域边缘点的有效性判定规则包括：