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传感器与微系统(Transducer and Microsystem Technologies）
2016年第35卷第9期
DOI;10. 13873/J.10009787(2016)09004603
航天运载器端面特征的新型图像特征识别方法
陈浩，马玉坤，冯辉
（北京宇航系统工程研究所，北京100076）
摘要：基于航天运载器端面的固有特征，结合现有航天图像测量系统的硬件平台，提出一种端面图像特征提取与识别方法，获取视场内关键目标端面特征信息，对后续图像物理量参数优化解算起到指导性作用。以运载器端面箱困特征为基础，利用Canny算子检测出图像中端面椭圆边缘特征，将特征边缘拆分为若干强段，通过弧段拟合、弧段合并、椭圆提取等方法，实现端面特征的准确提取。仿真试验结果表明：该
图像特征识别方法实时性好、精度高，可显著提高运载器图像测量能力。关键词：目标识别；端面特征；参数提取；物理量测量
文献标识码：A
文章编号：1000-9787(2016)09-0046-03
中图分类号：TP752
Anewimagefeaturerecognitionmethodbasedonspace
vehicle end surface feature
CHEN Hao, MA Yu-kun, FENG Hui
(Beijing Institute of Aerospace Systems Engineering,Beijing 100076,China)
Abstract: Based on the inherent characteristics of space vehicle end surface, combined with the existing space image measurement system hardware platform, propose a method for end surface image feature extraction and recognition,to obtain the key objectives of surface feature information of the field and the follow-up image physical ad aameag apa aada aprar aoeds jo siseq a uo ar apeg e skeid sonos uogezdo suaared edge feature is detected using the Canny operator,then the edge feature is split into several arcs, Using the method of are fitting,are merger and ellipse extraction,end sur face feature is extracted accurately, Simulation results show that the image feature reeognition method has good real-time performance and high precision ,and can significantly enhance image measurement ability of space vehicle.
Key words: target recognition; end surface feature; parameter extraction; physical quantity measurement
引言 0
目前图像测量技术已在我国航天运载器上得到广泛应用，主要用于关键飞行动作及设备状态的监测，取得良好的效果。随着全系统图像获取能力的不断提升以及高码率无线传输技术的支择，在完成精确观测关键动作既定任务的同时，如能通过深入分析飞行图像数据，以获取诸多有价值的物理量测量信息，进一步完成图像中包含的关键目标特征信息的实时准确提取与识别，将对图像测量技术未来实现关键参数测量功能莫定理论与工程的基础[1]。
本文提出一种基于航天运载器端面特征的新型图像特征提取与识别方法，该方法以航天运载器视额影像中具有固定几何特征的端面为关键特征，通过建立端面特征与采样图像特征的匹配关系，充分发挥图像远距离、非接触测量等显著优势，对采集的图像序列进行实时处理，结合测量用摄像装置的标定后参数，获取运载器端面特征的实时结果。
收稿日期：201608-09
与此同时，基于图像测量仿真验证平台，验证新方法的测量原理的有效性和测量结果的准确性，为后续应用做充分准备[3,3]
端面特征描述
本文以航天运载器端面圆或圆特征为依据，首先需构建特征围或稠圆的几何描述。圆的方程可以表示为
(xx)* +(y)*mR
(1)
式中圆心用（，%）表示，半径用R表示。参数表示形式为
X+Rcos6 Ly=y+Rsing
(2)
椭圆的定义为平面内到两个固定点的距离之和为常数的点的轨迹的集合，这两个点为椭圆的焦点。椭圆的中心在原点且两个焦点都在x轴上时的标准方程为