光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2013年
7期
1881-1890
,共10页
陈阔%冯华君%徐之海%李奇%陈跃庭
陳闊%馮華君%徐之海%李奇%陳躍庭
진활%풍화군%서지해%리기%진약정
深空探测%行星中心%边缘检测%亚像素%圆拟合
深空探測%行星中心%邊緣檢測%亞像素%圓擬閤
심공탐측%행성중심%변연검측%아상소%원의합
deep space exploration%planetary center%edge detection%sub-pixel%circle fitting
为实现深空探测中对行星目标的光学自主导航,提出了亚像素精度的行星中心定位方法.首先,建立了导航相机和目标行星的坐标变换关系,结合光学成像理论分析了行星成像的边缘特性;提出使用行星图像有且仅有的一段半圆形边缘,通过圆拟合法实现行星的中心定位.然后,根据行星图像的边缘分布特征,改进了Canny算法以快速提取行星的真实边缘,并利用最大距离法提取半圆形边缘.最后,分析了传统高斯函数亚像素边缘检测算法的理论依据,基于成像理论提出了改进型高斯函数亚像素边缘检测算法,并通过圆拟合求得行星的亚像素中心.仿真和月亮实拍实验显示,改进型定位算法的精度达到了0.02和0.68 pixel,比传统插值算法约高0.03和0.21 pixel,在可靠性、定位精度、抗噪声等方面均满足深空探测的需要.
為實現深空探測中對行星目標的光學自主導航,提齣瞭亞像素精度的行星中心定位方法.首先,建立瞭導航相機和目標行星的坐標變換關繫,結閤光學成像理論分析瞭行星成像的邊緣特性;提齣使用行星圖像有且僅有的一段半圓形邊緣,通過圓擬閤法實現行星的中心定位.然後,根據行星圖像的邊緣分佈特徵,改進瞭Canny算法以快速提取行星的真實邊緣,併利用最大距離法提取半圓形邊緣.最後,分析瞭傳統高斯函數亞像素邊緣檢測算法的理論依據,基于成像理論提齣瞭改進型高斯函數亞像素邊緣檢測算法,併通過圓擬閤求得行星的亞像素中心.倣真和月亮實拍實驗顯示,改進型定位算法的精度達到瞭0.02和0.68 pixel,比傳統插值算法約高0.03和0.21 pixel,在可靠性、定位精度、抗譟聲等方麵均滿足深空探測的需要.
위실현심공탐측중대행성목표적광학자주도항,제출료아상소정도적행성중심정위방법.수선,건립료도항상궤화목표행성적좌표변환관계,결합광학성상이론분석료행성성상적변연특성;제출사용행성도상유차부유적일단반원형변연,통과원의합법실현행성적중심정위.연후,근거행성도상적변연분포특정,개진료Canny산법이쾌속제취행성적진실변연,병이용최대거리법제취반원형변연.최후,분석료전통고사함수아상소변연검측산법적이론의거,기우성상이론제출료개진형고사함수아상소변연검측산법,병통과원의합구득행성적아상소중심.방진화월량실박실험현시,개진형정위산법적정도체도료0.02화0.68 pixel,비전통삽치산법약고0.03화0.21 pixel,재가고성、정위정도、항조성등방면균만족심공탐측적수요.
