[发明专利]一种用于深空探测自主导航的目标天体亚像素图像快速边缘定位方法

摘要

一种用于深空探测自主导航的目标天体亚像素图像快速边缘定位方法，步骤为：目标天体图像的边缘提取；对提取得到的目标成像区间计算中心位置，得到目标天体边缘点极坐标；根据极坐标进行梯度计算；根据梯度计算结果得到最优亚像素位置计算输出。本发明解决了深空探测目标天体中心位置快速、高精度测量问题。

主权项

一种用于深空探测自主导航的目标天体亚像素图像快速边缘定位方法，其特征在于实现步骤为：(1)目标天体图像的边缘提取，使用阈值法进行目标天体图像分割得到目标成像区间(x1～x2，y1～y2)，x代表横坐标、y代表纵坐标，从x1开始进行横向切线，第一条切线为x1，第二条切线为x1+d一直到x2；纵向切线从y1开始，按照d间隔进行纵向切线；横向、纵向切线与目标的交点为边缘点，每一个切线对应2个边缘点，边缘点记为f(x，y)，f代表输入的图像阵列灰度；(2)对步骤(1)得到的目标成像区间计算中心位置：x0＝(x1+x2)/2y0＝(y1+y2)/2对步骤(1)输出的边缘点坐标f(x，y)，按照如下公式计算极坐标： ρ = ( x - x 0 ) 2 + ( y - y 0 ) 2 θ＝atg(y‑y0/x‑x0)得到目标天体边缘点极坐标表示f(ρ，θ)，ρ代表极径、θ代表角度；(3)计算f(ρ，θ)两侧的点f(ρ‑1，θ)、f(ρ+1，θ)共3点的梯度值，梯度计算如下：Grad(ρ,θ)＝f(ρ+λ,θ)+f(ρ+λ‑1,θ)+…+f(ρ,θ)‑[f(ρ‑1,θ)+f(ρ‑2,θ)+…+f(ρ‑λ,θ)]其中Grad代表梯度，λ代表梯度计算长度，其中f(ρ，θ)与f(x，y)对应的位置坐标如下计算：x＝ρ·cos(θ)    y＝ρ·sin(θ)得到x，y坐标值，若出现小数则按照四舍五入原则进行取整；(4)最优亚像素位置计算输出，按照以下公式输出 ρ _ new = ρ - Grad ( ρ + 1 , θ ) - Grad ( ρ - 1 , θ ) 2 ( Grad ( ρ + 1 , θ ) + Grad ( ρ - 1 , θ ) - 2 Grad ( ρ , θ ) ) 得到亚像素边缘点位置坐标如下：xnew＝ρ_new·cos(θ)ynew＝ρ_new·sin(θ)。