[发明专利]一种基于面积比的陨石坑匹配方法

权利要求书

1.一种基于面积比的陨石坑匹配方法，其特征在于它的步骤如下：

步骤一：根据行星着陆器着陆过程中的初始位置、姿态及相机参数，对目标天体表面拍摄图像，根据所拍摄图像的范围选定行星表面全局图像中的局部图像作为基准图像；

步骤二：基于最大稳定极值区域方法对步骤一中行星着陆器着陆过程中所拍摄图像进行检测，提取图像中受光照所形成的阴影区域与明亮区域，将阴影区域与明亮区域配对，进行陨石坑提取，将提取的陨石坑编号为1、2…n；

步骤三：对步骤二中提取的所有陨石坑逐一进行椭圆拟合，然后计算拟合椭圆的面积；

步骤四：将步骤三中的每一个陨石坑拟合椭圆的面积分别与其它陨石坑拟合椭圆的面积做比值，得到n×(n-1)个比值，构成n行n-1列矩阵A，其中，A矩阵中第i行元素分别为第i个陨石坑拟合椭圆的面积与其它n-1个陨石坑拟合椭圆的面积的比值；

步骤五：提取步骤一中基准图像中的陨石坑，设提取的陨石坑数目为m，编号为1、2…m，对所有陨石坑分别进行椭圆拟合，计算m个拟合椭圆的面积，将每一个陨石坑拟合椭圆的面积分别与其它陨石坑拟合椭圆的面积做比值，得到m×(m-1)个比值，构成m行m-1列矩阵B，B矩阵中第j行元素分别为第j个陨石坑拟合椭圆的面积与其它m-1个陨石坑拟合椭圆的面积的比值；

步骤六：将步骤四中的矩阵A的每一行分别与步骤五中的矩阵B的每一行求Hausdroff距离，利用Hausdroff距离作为相似性测度，即完成拍摄图像中n个陨石坑与基准图像中m个陨石坑的匹配。

2.根据权利要求1所述的一种基于面积比的陨石坑匹配方法，其特征在于步骤三中所述的计算拟合椭圆的面积，步骤如下：

将配对后的陨石坑阴影区域与明亮区域合并，计算得到合并后的区域面积m₀₀、中心二阶矩U₂，U2=μ20μ11μ11μ02,]]>其中μ₂₀、μ₁₁、μ₀₂为标量，是中心二阶矩U₂的构成元素，则拟合椭圆的长半轴a和短半轴b分别为

a=λ1m00,]]>b=λ2m00]]>

其中λ₁、λ₂为二阶矩阵U₂的两个特征值，

λ1=(μ20+μ02)+[(μ20-μ02)2+4μ112]122]]>

λ2=(μ20+μ02)+[(μ20-μ02)2+4μ112]122,]]>

则拟合椭圆的面积为πab。

3.根据权利要求1所述的一种基于面积比的陨石坑匹配方法，其特征在于步骤六中所述的利用Hausdroff距离实现陨石坑的匹配，具体步骤如下：

分别用矩阵A中的第i行与矩阵B中的第j行求Hausdroff距离，并将得到的Hausdorff距离h_i,j用阵列H保存到对应的元素H(i,j)中，若H阵第i行的最小值位于元素H(i,j)中，则A阵中的第i行与B阵中的第j行具有最大的相似度，即拍摄图像中的陨石坑i与基准图像中的陨石坑j具有最大的相似度，认为这两个陨石坑获得成功匹配。