[发明专利]一种用于深空自主导航的不规则小天体图像质心确定方法有效

申请号：	201210519685.1	申请日：	2012-11-30
公开（公告）号：	CN103049921A	公开（公告）日：	2013-04-17
发明（设计）人：	毛晓艳;黄翔宇;王大轶	申请（专利权）人：	北京控制工程研究所
主分类号：	G06T7/60	分类号：	G06T7/60
代理公司：	中国航天科技专利中心 11009	代理人：	安丽
地址：	100190***	国省代码：	北京;11
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摘要：
搜索关键词：	一种用于自主导航不规则天体图像质心确定方法
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【权利要求书】：

1.一种用于深空自主导航的不规则小天体图像质心确定方法，其特征在于实现步骤如下：

第一步，根据地面数据所生成的小天体三维形状模型确定其质心坐标系，根据不同方位的成像，建立小天体不同方位下的Hu氏7类归一化不变中心矩和比例因子。在该方位下给出对应当前形心的质心修正系数；

第二步，根据当前时刻拍摄图像，对小天体的轮廓进行提取，将图像变换为仅含轮廓信息的二值轮廓图像，对二值轮廓图像计算一阶矩，即形心作为中心，计算Hu氏的归一化一类和二类二阶不变中心矩；由于计算的需要，初始仅计算二阶中心矩，然后进行后续匹配操作，如果匹配阈值不满足要求，则认为匹配失败，再继续计算三类至七类三阶中心矩，然后进行补充匹配；

第三步，将计算出的中心矩与模型库中存储的中心矩进行匹配，当相似度接近设定阈值时，则认为当前位置匹配完成，将当前的形心利用质心系数进行修正，给出质心的指向信息。

2.根据权利要求1的用于深空自主导航的不规则小天体图像质心确定方法，其特征在于：所述第一步中计算Hu氏7类归一化不变中心矩和比例因子的过程为：

(21)将小天体模型在等效轨道高度上进行投影成像，设计样本数据大小；

小天体三维形状模型已知，在标称的近地点轨道高度上对小天体进行投影成像，直接形成轮廓图像作为样本图像，同时将质心(x_o1，y_o1)投影到像平面上，根据指向精度的要求，确定样本图像的数量；

(22)计算Hu氏7类归一化不变中心矩和比例因子；

假设输入的轮廓二值图像为f(x，y)，x＝1，2，…，M，y＝1，2，…，N，图像的大小为M×N，首先计算其一阶矩，即形心(x_c1，y_c1)：

然后计算二维中心矩：

其中

接着计算独立的一类二阶不变矩σ₁和二类二阶不变矩σ₂：

然后计算比例不变因子：

最后计算三阶矩：

由上述量计算独立的归一化三类、四类、五类、六类和七类三阶中心不变矩存入数据库：