[发明专利]用于行星及小行星探测的目标结构配准测量方法及系统

权利要求书

1.一种用于行星及小行星探测的目标结构配准测量方法，该方法通过安装在卫星上的飞行时间相机实现，所述方法包括：

接收飞行时间相机定时采集的目标星体表面环境的图像和深度信息，对图像和深度信息进行融合，生成三维点云数据；

对三维点云数据进行滤波处理，得到去噪后的三维点云数据，并把去噪后的三维点云数据存入数据列表；

对去噪后的三维点云数据进行有效区域信息的提取，得到有效点云区域的数据；

对有效点云区域的数据进行迭代最近点法配准，得到变换矩阵；

从数据列表提取去噪后的三维点云，使用变换矩阵进行变换，得到配准后的整体三维点云数据；

对配准后的整体三维点云数据进行特征提取，得到目标星体表面的距离信息、位置信息和形状信息。

2.根据权利要求1所述的用于行星及小行星探测的目标结构配准测量方法，其特征在于，所述接收飞行时间相机定时采集的目标星体表面环境的图像和深度信息，对图像和深度信息进行融合，生成三维点云数据；具体包括：

接收飞行时间相机定时采集的目标星体表面环境的图像和深度信息；

对深度信息做初步校正和温度校准；

对图像进行畸变校正处理；

将图像和深度信息由深度图像坐标系转换到相机坐标系，再转换到世界坐标系，得到三维点云数据，其中，X轴、Y轴的数据值表示场景点的平面坐标位置，Z轴的数据值表示场景点的深度值。

3.根据权利要求2所述的用于行星及小行星探测的目标结构配准测量方法，其特征在于，所述对三维点云数据进行滤波处理，得到去噪后的三维点云数据，并把去噪后的三维点云数据存入数据列表；具体包括：

将三维点云数据转换为M×N×3的矩阵，其中，M×N表示一帧点云数据具有的像素点；

将M×N×3的矩阵重置为M×N的矩阵，并用深度值表示重置矩阵中每个元素的值，从而将三维点云数据转化成二维平面图像数据；

采用基于三维点云的3×3空间滤波算子，根据二维平面图像数据各像素点的深度值计算得到与中心像点素的深度差；

将每个像素点的深度差与预设全局阈值进行比较，当深度差大于预设全局阈值时，则该像素点测得的深度值为噪点，从三维点云数据中剔除该像素点；否则，保留该像素点，从而得到去噪后的三维点云数据，并存储至数据列表。

4.根据权利要求3所述的用于行星及小行星探测的目标结构配准测量方法，其特征在于，所述对去噪后的三维点云数据进行有效区域信息的提取，得到有效点云区域的数据；具体为：

采用sobel边缘提取算子，对二维平面图像信息进行边缘提取得到边缘信息，对边缘信息以内的点进行三维映射，得到有效点云区域的数据并存入数据列表。