[发明专利]基于轮廓相似性的卫星相对姿态估计方法

权利要求书

1.一种基于轮廓相似性的卫星相对姿态估计方法，其特征在于，所述方法包括：

仿真投影：利用目标卫星的三维模型，进行仿真投影处理，生成空间目标高分辨率下，观测卫星与所述目标卫星间不同相对姿态条件对应的多个模型剪影；

模型轮廓提取：对多个所述模型剪影进行模型轮廓检测提取，获取多个所述模型剪影对应的多个参考轮廓；

目标图像检测：对所述观测卫星的实际观测图像进行检测处理，获取所述目标卫星对应的目标图像；

目标轮廓提取：对所述目标图像进行轮廓检测提取，获取所述目标图像对应的目标轮廓；

Hu矩相似性计算：利用Hu矩相似性计算，依次对多个所述参考轮廓与所述目标轮廓距离进行度量计算，根据距离计算结果从小到大对多个所述参考轮廓依次进行排序，提取位于前序的若干个参考轮廓；

形状上下文相似性计算：利用形状上下文相似性计算，依次对若干个所述参考轮廓与所述目标轮廓距离进行度量计算，根据距离计算结果，提取若干个所述参考轮廓中与所述目标轮廓距离最小的参考轮廓；

相对姿态估计：确定所述距离最小的参考轮廓对应的仿真投影模型，将所述仿真投影模型对应的相对姿态作为所述目标卫星的相对姿态估计，

在所述Hu矩相似性计算中，设定多个所述参考轮廓中的第i个参考轮廓的第n阶Hu矩为设定所述目标轮廓的第n阶Hu矩为h_n(P_T)，利用下述公式1对所述第i个参考轮廓与所述目标轮廓距离进行度量计算：

其中，为第i个参考轮廓点集，P_T为目标轮廓点集，

在所述形状上下文相似性计算中，设定若干个所述参考轮廓中的第j个参考轮廓采样点p的形状上下文描述为设定所述目标轮廓采样点q的形状上下文描述为sc_q(P_T)，通过形状迭代匹配，确定所述参考轮廓点集与所述目标轮廓点集对应变换关系T，利用下述公式2对所述第j个参考轮廓与所述目标轮廓距离进行度量计算：

其中，n为第j个参考轮廓采样点数量，C(p,T(q))为和之间的卡方距离。

2.根据权利要求1所述的基于轮廓相似性的卫星相对姿态估计方法，其特征在于，在所述三维模型的仿真投影处理过程中，设定背景区域灰度值为0，模型区域灰度值大于0。

3.根据权利要求2所述的基于轮廓相似性的卫星相对姿态估计方法，其特征在于，所述模型轮廓提取过程中，采用以0为阈值的图像二值化方法，获取模型区域和背景区域；采用拓扑结构分析方法，提取所述模型剪影对应的表征形状的所述参考轮廓，以及采样并归一化参考轮廓点集。

4.根据权利要求3所述的基于轮廓相似性的卫星相对姿态估计方法，其特征在于，利用自适应阈值分割方法，获取包括所述目标图像的目标区域。

5.根据权利要求4所述的基于轮廓相似性的卫星相对姿态估计方法，其特征在于，采用拓扑结构分析方法，提取所述目标图像对应的表征形状的所述目标轮廓，以及采样并归一化目标轮廓点集。