一种空间目标太阳能帆板的检测方法技术

本发明专利技术提供了一种空间目标太阳能帆板的检测方法，应用于空间目标观测图像，所述方法包括：通过所述图像的颜色通道得到所述图像的灰度直方图；通过所述图像的灰度直方图得到所述图像的分割阈值；根据所述分割阈值对图像进行分割得到独立部件；通过所述独立部件得到独立部件边缘投影积分；根据所述边缘投影积分得到帆板的位置。本发明专利技术通过对图像的灰度直方图分割阈值计算、独立部件边缘投影积分矩阵计算，能有效地从包含运动模糊和噪声的空间目标图像中准确检测出空间目标太阳能帆板的位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像处理
，尤其涉及一种空间目标太阳能帆板的检测方法。
技术介绍
在近距离空间目标监视过程中，除了对数据库中已知目标进行编目识别外，对新发现的未知目标进行识别具有更为重要的意义。空间目标典型部件的形态特征以及尺寸参数对于确定目标的类型、状态和威胁程度具有十分重要的价值。太阳能帆板作为空间目标主要能量来源普遍存在于各个种类的空间目标结构中，是空间目标的典型部件。对于不同类型的空间目标，其帆板数量、帆板尺寸、帆板形状、帆板与主体结构尺寸比例以及帆板与其他部件的位置关系均存在很大的差异，例如侦查卫星为保障其有效载荷较高的能耗需求通常配备尺寸更大的太阳能帆板。通过综合分析利用帆板属性信息，可以有效辅助空间目标识别以及空间目标状态判断。因此，研究实现天基近距离空间目标观测图像中帆板形态的检测与参数测量具有重要的战略意义。天基目标典型部件形态测量面临诸多技术难点。空间目标结构复杂且部件拓扑结构多变。非协作空间目标帆板数量、形态、尺寸等属性均无法预先确定，严重缺乏先验知识的束。图像中太阳能帆板的形态受观测角度影响很大，进一步加大了空间目标帆板形态及参数测量的难度。此外，空间目标图像的成像过程也具有一定特殊性，空间目标图像受到多种降至因素的影响成像质量不佳。
在成像过程中，空间目标与成像传感器间存在高速相对运动，空间目标图像存在严重的运动模糊情况。同时，受到太空环境和传感器性能限制，空间目标图像中普遍存在太阳光斑、阴影及过饱和现象，对目标部件形态测量造成严重的干扰。因此，对于近距离空间目标观测图像帆板形态测量的算法设计需要综合考虑到上述因素的影响，通过图像预处理配合合理特征提取等手段，增强算法的鲁棒性与适应范围。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术期望提供一种空间目标太阳能帆板的检测方法，至少能解决从包含运动模糊和噪声的空间目标图像中准确检测出空间目标太阳能帆板位置等技术问题。(二)技术方案本专利技术提供了一种空间目标太阳能帆板的检测方法，应用于空间目标观测图像，所述方法包括：步骤一、通过所述空间目标观测图像的颜色通道得到所述空间目标观测图像的灰度直方图；步骤二、通过所述空间目标观测图像的灰度直方图得到所述空间目标观测图像的分割阈值；步骤三、根据所述分割阈值对所述空间目标观测图像进行分割得到独立部件；步骤四、得到独立部件的边缘投影积分；步骤五、根据所述边缘投影积分得到帆板的位置。(三)有益效果本专利技术的方法通过对图像的灰度直方图分割阈值计算、独立部件边缘投影积分矩阵计算，能快速、有效地从包含运动模糊和噪声的空间目标图像中准确检测出空间目标太阳能帆板的位置，从而实现辅助空间目标识别的目的，满足系统实时应用的要求，具有广阔的应用价值和市场前景。附图说明图1为本专利技术实施例的空间目标太阳能帆板检测方法的流程图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图及具体实施方式详细介绍本专利技术。在以下的描述中，将描述本专利技术的多个不同的方面，然而，对于本领域内的普通技术人员而言，可以仅仅利用本专利技术的一些或者全部结构或者流程来实施本专利技术。为了解释的明确性而言，阐述了特定的数目、配置和顺序，但是很明显，在没有这些特定细节的情况下也可以实施本专利技术。在其他情况下，为了不混淆本专利技术，对于一些众所周知的特征将不再进行详细阐述。实施例为了从包含运动模糊和噪声的空间目标图像中准确检测出空间目标太阳能帆板的位置，本专利技术实施例提供了一种空间目标太阳能帆板的检测方法，应用于空间目标观测图像，如图1所示，所述方法包括以下步骤：步骤S101：通过所述空间目标观测图像的颜色通道得到所述空间目标观测图像的灰度直方图；本实施例所应用的空间目标观测图像是指通过数字成像设备得到的包含运
动模糊和噪声的空间目标观测图像。该图像存在运动模糊和噪声，同时空间目标结构复杂且部件拓扑结构多变，这为太阳能帆板的检测带来了极大的困难。本实施例先获取每个像素点在RGB(Red-红、Green-绿、Blue-蓝)通道上的像素值，利用公式计算出像素点对应的灰度值，并用矩阵的形式表示；根据灰度值求得所述图像的灰度直方图。步骤S102：通过所述空间目标观测图像的灰度直方图得到所述空间目标观测图像的分割阈值；空间目标不同部件制造材质不同，因而在空间目标观测图像中由不同的灰度级表示，而同一部件制造材质相同，因而具有相近的灰度表示。由于空间目标是由多个大体积部件构成的整体，空间目标观测图像的灰度直方图呈现多峰分布。通过对空间目标统计灰度直方图的合理使用可以自适应地对空间目标观测图像进行分割，避免由不当阈值选择造成的部件检测错误。步骤S103：根据所述分割阈值对空间目标观测图像进行分割得到独立部件；对空间目标观测图像进行阈值分割的目的是分割空间目标观测图像中复杂的部件拓扑关系，使空间目标的每个部件构成图像中一个独立的区域。这样的算法设计不仅使部件的特征获取具有更高的针对性，更有助于在检测到目标部件后进行精确的部件参数测量。步骤S104：得到独立部件的边缘投影积分；在空间目标观测图像受到模糊和噪声影响，图像中太阳能帆板往往不是标准的矩形。使用经典的灰度投影积分方法计算得到的矩形投影积分特征间差异较小，在处理受到噪声和模糊干扰的矩形图像时，容易出现误检和漏检的情况。而部件边缘投影积分极值方法可以检测出受到较强噪声和模糊干扰的空间目标
图像中太阳能帆板结构。步骤S105：根据所述边缘投影积分得到帆板的位置；通过对目标部件边缘图像进行0≤θ＜π范围内的投影积分，并计算投影积分矩阵中局部极值个数。矩形由4条两两平行边缘构成，因此当部件边缘投影积分矩阵中存在4个局部极值时即判断该部件为空间目标帆板部件。然后根据极值点在矩阵中的位置，得到帆板的在图像中的位置。本实施例方法通过对图像的灰度直方图分割阈值计算、独立部件边缘投影积分矩阵计算，能有效地从包含运动模糊和噪声的空间目标图像中准确检测出空间目标太阳能帆板的位置。具体地，所述步骤S101包括：步骤S1011：对所述图像进行颜色空间转换，得到图像的每个像素的灰度值；Gray＝R×0.299+G×0.587+B×0.114其中，Gray为像素点的灰度值，R、G、B分别代表像素点红色、绿色、蓝色通道的值。步骤S1012：将所述图像的具有相同灰度值的像素进行累加，形成图像的灰度直方图。{h(rk)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间目标太阳能帆板的检测方法，应用于空间目标观测图像，其特征在于，所述方法包括以下步骤：通过所述空间目标观测图像的颜色通道得到所述空间目标观测图像的灰度直方图；通过所述空间目标观测图像的灰度直方图得到所述空间目标观测图像的分割阈值；根据所述分割阈值对所述空间目标观测图像进行分割得到独立部件；得到独立部件的边缘投影积分；根据所述边缘投影积分得到帆板的位置。

【技术特征摘要】
1.一种空间目标太阳能帆板的检测方法，应用于空间目标观测图像，其特征在于，所述方法包括以下步骤：通过所述空间目标观测图像的颜色通道得到所述空间目标观测图像的灰度直方图；通过所述空间目标观测图像的灰度直方图得到所述空间目标观测图像的分割阈值；根据所述分割阈值对所述空间目标观测图像进行分割得到独立部件；得到独立部件的边缘投影积分；根据所述边缘投影积分得到帆板的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述空间目标观测图像的颜色通道得到所述空间目标观测图像的灰度直方图包括：对所述空间目标观测图像进行颜色空间转换，得到所述空间目标观测图像的每个像素的灰度值；将所述空间目标观测图像的具有相同灰度值的像素进行累加，形成灰度直方图。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述空间目标观测图像的灰度直方图得到所述空间目标观测图像的分割阈值包括：计算所述灰度直方图中相邻灰度的像素个数的差值；从所述差值中得到灰度直方图的峰值；将所述灰度直方图的峰值中最小灰度对应峰值作为图像的分割门限；计算所述空间目标观测图像的分割门限与分割门限...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜志国，张浩鹏，聂山岚，赵丹培，罗晓燕，尹继豪，谢凤英，史振威，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11