[发明专利]一种小天体表面导航特征区域检测方法

摘要

本发明公开的一种小天体表面导航特征区域检测方法，属于深空探测领域。本发明首先在获取到小天体的光学导航图像以后，通过局部阈值分割算法，得到小天体表面的兴趣阴影区域，建立候选导航特征区域；通过聚类分割，判断该候选区域内是否存在光亮区，将不存在光亮区的候选区域剔除；在候选导航特征区域的阴影区与光亮区之间提取过渡区域，计算过渡区域的约束条件特征参数，并将满足约束条件的候选特征区域筛选出来作为导航特征区域，生成特征点，对导航特征区域匹配，从而实现对小天体附近的相对自主光学导航。本发明要解决的问题是在目标小天体表面特征匮乏条件下，提供一种导航精度高和算法简单、计算量小的小天体表面导航特征区域检测方法。

主权项

一种小天体表面导航特征区域检测方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一：在获取到小天体的光学导航图像以后，通过局部阈值分割算法，得到小天体表面的兴趣阴影区域，建立候选导航特征区域；步骤二：在候选导航特征区域内通过聚类分割，判断该候选区域内是否存在光亮区，将不存在光亮区的候选区域剔除；计算阴影区与光亮区在图像中的质心位置，并将阴影区与光亮区在图像中的质心进行连线，连线方向和太阳光照方向一致或相反，将连线方向作为主方向θm参与导航特征区域的确定；步骤三：在候选导航特征区域的阴影区与光亮区之间提取过渡区域regionC，计算该区域的灰度梯度方向Gh(x,y)=f(x-1,y+1)+2f(x,y+1)+f(x+1,y+1)-f(x-1,y-1)-2f(x,y-1)-f(x+1,y-1)Gv(x,y)=f(x-1,y-1)+2f(x-1,y)+f(x-1,y+1)-f(x+1,y-1)+2f(x+1,y)+f(x+1,y+1)---(1)]]>θ~(x,y)=tan-1Gv(x,y)Gh(x,y)---(2)]]>其中：Gh(x,y)为像素水平梯度方向，Gv(x,y)为像素垂直梯度方向，为像素梯度方向弧度值，θ(x,y)为像素梯度方向角度值；步骤四：得到过渡区域各像素块的灰度梯度方向后，分别计算该区域的灰度梯度方向均值和方差E(θ)=1nΣi=1nθi---(4)]]>Var(θ)=1nΣi=1n[θi-E(θ)]2---(5)]]>其中：n为过渡区域中的像素数量；步骤五：计算过渡区域灰度梯度方向均值E(θ)和主方向θm的差值，将过渡区域的灰度梯度方向均值和主方向的夹角小于δ1作为导航特征区域确定的条件之一；计算过渡区域灰度梯度方向的标准差，将标准差小于δ2作为导航特征区域确定的另外一个条件；|E(θ)‑θm|＜δ1  (6)Var(θ)<δ2---(7)]]>当同时满足公式(6)、(7)关系式的候选特征区域筛选出来作为导航特征区域。