[发明专利]一种空间相对导航目标图像局部增强方法及系统

说明书

本发明公开了一种空间相对导航目标图像局部增强方法及系统，其中，该方法包括如下步骤：(1)获取在轨目标的多通道图像序列；(2)得到不同尺度的高斯函数；(3)得到三个不同尺度下的反射分量；(4)利用输入的在轨目标的多通道图像序列中的三颜色通道之间的比例关系得到颜色的恢复因子，将颜色的恢复因子代入到三个不同尺度下的反射分量；(5)得到带色彩校正的多尺度融合反射模型；(6)对带色彩校正的多尺度融合反射模型进行图像增益补偿得到增强图像。本发明减少光照对目标成像质量的影响，可为后续相对导航提供更加合理与优质的图像数据，进而提高目标识别的成功率和动力学参数辨识的准确性。

技术领域

本发明属于航天器相对导航、在轨目标感知、航天器视觉及图像处理的技术领域，尤其涉及一种空间相对导航目标图像局部增强方法及系统。

背景技术

近年来，随着航天器空间在轨服务技术的发展，各个航天大国纷纷提出了在轨服务的概念和演示验证的计划，而航天器感知技术是其中的一项关键技术。

目前航天器感知手段包括视觉相机、激光雷达、红外相机等手段，其中基于视觉的航天器感知手段在航天中得到了广泛的应用，尤其在中距离与近距离的相对导航中，视觉感知成为不可或缺的技术手段。然而由于航天器轨道的特性，空间光照环境复杂，在某些情况下，空间相对导航目标由于光照不足、光照不均匀或者姿态等因素导致空间目标的成像质量受到很大的干扰，增加了后续基于视觉图像的目标的识别与动力学参数辨识的难度。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种空间相对导航目标图像局部增强方法及系统，减少光照对目标成像质量的影响，可为后续相对导航提供更加合理与优质的图像数据，进而提高目标识别的成功率和动力学参数辨识的准确性。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：根据本发明的一方面，提供了一种空间相对导航目标图像局部增强方法，所述方法包括如下步骤：(1)获取在轨目标的多通道图像序列；(2)建立多尺度入射光照，根据多尺度入射光照得到不同尺度的高斯函数；(3)根据Retinex算法，去除在轨目标的多通道图像序列中的入射分量获得反射分量；根据不同尺度的高斯函数得到三个不同尺度下的反射分量；(4)利用输入的在轨目标的多通道图像序列中的三颜色通道之间的比例关系得到颜色的恢复因子，将颜色的恢复因子代入到三个不同尺度下的反射分量得到含有颜色的恢复因子的三个不同尺度的反射分量；(5)将步骤(4)中含有颜色的恢复因子的三个不同尺度的反射分量进行加权融合，得到带色彩校正的多尺度融合反射模型；(6)对步骤(5)中的带色彩校正的多尺度融合反射模型进行图像增益补偿得到增强图像。

上述空间相对导航目标图像局部增强方法中，在步骤(1)中，获取在轨目标的多通道图像序列包括：根据仿真系统或在轨视觉系统，获得带时间标签和帧头信息的在轨目标的多通道图像序列。

上述空间相对导航目标图像局部增强方法中，在步骤(2)中，多尺度入射光照的公式如下：

L_i,j(x,y)＝G_j(x,y)*S_i(x,y)；

其中，L_i,j为入射光照；下标i表示原始图像中的第i个通道，i＝1,2,3，分别表示红色通道，绿色通道和蓝色通道；下标j＝1,2,3，代表三个不同的尺度；S为在轨目标图像序列中的原始图像；*表示卷积；x为在轨目标的多通道图像序列中的某个图中的像素点的横坐标，y为在轨目标的多通道图像序列中的某个图中的像素点的纵坐标，G_j(x,y)为不同尺度的高斯函数。

上述空间相对导航目标图像局部增强方法中，不同尺度的高斯函数G_j(x,y)为：其中，σ_j为标准差，也就是尺度参数，其值越小，当前像素受到周围像素的影响越大，局部细节越清晰，但是图像色感不好，容易出现偏差，反之颜色越自然，但是局部不清晰，K为增益系数。