[发明专利]一种基于偏振成像提取太阳子午线的方法

摘要

本发明提供了一种基于偏振成像提取太阳子午线的方法，属于天文导航技术领域，适用于从天空偏振模式图中提取有效的导航信息。现有太阳子午线提取方法主要针对晴朗天气做的研究，不适用于非晴朗天气，适用范围小。本发明根据太阳子午线上的偏振方位角为90度的特点，利用边缘检测和霍夫变换算法对90度偏振方位角所在直线进行检测识别，从而提取太阳子午线，该方法不易受其他因素干扰，适用于不同天气状况。

主权项

1.一种基于偏振成像提取太阳子午线的方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、利用全天空偏振模式测试系统采集数据，并进行处理得到偏振方位角模式图；步骤二、依据90度偏振方位角所在直线为太阳子午线方向，以及偏振方位角的分布关于子午线逆对称的规律，对偏振方位角模式图进行图像二值化，设置阈值(90‑a，90+a)，a在1～6之间取值，偏振方位角在(90‑a，90+a)区间的设置为黑色，其余值设置为白色，由此得到二值化图像；步骤三、利用Canny算子采用双阈值法对二值化图像进行边缘检测，再利用霍夫变换识别二值化图像中的90度偏振方位角所在的直线：1)将二值化图像的x‑y直角坐标系中的直线上的每个点(x，y)转化为ρ‑θ极坐标系内相应的曲线，转化关系如下：ρ＝xcosθ+ysinθ，(ρ≥0，0≤θ≤2π)          (1)其中，ρ为直角坐标系中的直线与坐标原点的距离，θ为直线的倾斜角度；同一条直线上的点对应的曲线相交于一点，极坐标系内每一个交点都对应着原直角坐标系的一条直线；2)检测极坐标系中的峰值点：峰值点为经过最多次数的曲线相交得到的交点；3)直线连接：将中间有断开的直线线段连接成完整的长直线段，即可得到太阳子午线；步骤四、确定太阳子午线位置：在极坐标系中可以确定峰值点的坐标(ρ1，θ1)、(ρ2，θ2)、…、(ρk，θk)，峰值点被检测的次数累加为n1，n2，…，nk，则太阳子午线的位置为θ＝(n1*θ1+n2*θ2+…+nk*θk)/(n1+n2+…+nk)            (2)。