[发明专利]一种针对合作标志器位姿测量的特征点识别方法

摘要

本发明公开了一种针对合作标志器位姿测量的特征点识别方法，该方法步骤包括(1)阈值分割、连通区域判；(2)计算连通区域形状因子，求出圆形连通区域；(3)根据圆形连通区域直径求出正方形识别框，识别框内划分四个象限，计算各象限内连通区域的数量、形状因子、直径、到识别框中心的距离。识别图像中合作标志器及各特征点。该方法运用图像识别手段解决了航天器交会对接视觉位姿测量过程中在特征点被部分遮挡、干扰下图像特征点识别定位问题，识别结果准确、可靠。

主权项

一种针对合作标志器位姿测量的特征点识别方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤(1)、设置合作标志器由五个高反光圆形特征点构成，设置其中4个特征点构成正方形，设置第5点特征点在正方形中央位置，设置正方形边长与特征点直径比值为R，获取合作标志器图像；步骤(2)、将步骤(1)获取的图像进行阈值分割和连通区域判读，获取图像中共N个连通区域Qi(i＝1…N)；步骤(3)、根据Qi的周长Ci和面积Si，计算Qi的形状因子Fi，Fi=Ci24πSi]]>根据各连通区域Fi值，若Fi小于σ，σ为预先设定的接近1的阈值，则判断为圆形连通区域Wj(j＝1…K)，共K个圆形连通区域，否则判断为非圆形连通区域；步骤(4)、根据圆形连通区域直径求出正方形识别框，识别框内划分四个象限，计算各象限内连通区域的数量、形状因子、直径、到识别框中心的距离，识别出图像中合作标志器及各特征点；所述步骤(4)具体为：a、以Wj的围盒长度和宽度均值作为Wj直径Dj，计算Mj，Mj＝DjRb、求出以各Wj为正方形中心，且边长大于Mj的正方形识别框Zj；c、识别图像中合作标志器及特征点：①对识别框Zj，划1条与图像横坐标相平行且与Wj中心相交的直线；划1条与图像纵坐标相平行且与Wj中心相交的直线；两条直线相交将Zj划分为4个象限：右上，左上，左下，右下；②判断Zj各象限内圆形连通区域数量Nj,t，t＝1,2,3,4分别对应右上，左上，左下，右下象限，合作标志器区域内无其他干扰点存在，建立特征点数量抗遮挡，抗丢失判据：若满足Nj,t≤1(t＝1…4),特征点数量满足要求，进入③，否则j＝j+1返回①；③判断Zj各象限内当Nj,t＝1时，连通区域形状因子Fj,t，t＝1,2,3,4分别对应右上，左上，左下，右下象限，建立特征点圆形判据：若Fj,t≤σ(t＝1…4)，判断特征点为圆形，进入④，否则j＝j+1返回①；④以Zj各象限内当Nj,t＝1时，连通区域围盒长宽均值计算出直径Dj,t，t＝1,2,3,4分别对应右上，左上，左下，右下象限，建立特征点尺寸一致性判据：若|Dj,t‑Dj|/Dj<λ，λ为预先设定接近0的阈值，判断特征点尺寸一致，进入⑤，否则进入①；⑤Zj各象限内当Nj,t＝1时，计算连通区域到中心连通区域的距离Lj,t，t＝1,2,3,4分别对应右上，左上，左下，右下象限，当Nj,t＝0时，Lj,t＝0，建立中心距离一致性判据：若n为四象限提取连通区域总数，判断Zj各象限内连通区域到中心连通区域距离满足中心距离一致性判据，识别出图像中合作标志器及各特征点，否则进入①。