[发明专利]一种基于视频影像的空中加油辅助衔接方法

权利要求书

1.一种基于视频影像的空中加油辅助衔接方法，其特征在于包括以下步骤：

A、序列影像数据获取：受油机通过数字摄像机连续采集原始浮锚序列影像；

B、对每一张原始浮锚影像进行以下处理；

B1、对采集到的原始浮锚序列影像建立高斯金字塔影像；

B2、对高斯金字塔影像进行滑降法影像快速分割，得到图斑；

B3、对分割获取的图斑进行指标评价，生成指标图；

B4、对高斯金字塔影像中各层生成的不同尺度的指标图进行综合，生成多尺度综合指标图；

B5、在多尺度综合指标图中，识别浮锚出油孔区域，B5中所述的浮锚出油孔区域识别方法包括以下步骤：

B51、根据多尺度综合指标图，生成对应积分影像；

B52、使用m*m窗口遍历多尺度综合指标图，使用积分影像计算m*m窗口内指标值总和，记录使总和最大的窗口中心位置，其中m为高斯金字塔底层最小个数的平方根取整；

B53、最底层高斯金字塔影像中，B52记录的窗口中心位置对应的图斑即为浮锚出油孔区域；

B6、根据识别的浮锚出油孔区域，进行精确的浮锚空间位置解算；

B7、实时输出解算出的浮锚空间位置，引导飞行员操控航空器完成受油管与浮锚对接。

2.根据权利要求1所述的一种基于视频影像的空中加油辅助衔接方法，其特征在于：A中所述的数字摄像机连续采集原始浮锚序列影像速率大于每秒15帧。

3.根据权利要求1所述的一种基于视频影像的空中加油辅助衔接方法，其特征在于：B1中所述的高斯金字塔影像生成方法包括以下步骤：

B11、对下层的原始浮锚序列影像做高斯平滑，生成平滑影像；

B12、对平滑影像的下层影像做降采样操作，生成下层高斯金字塔影像；

B13、重复B11至B12步骤，直到高斯金字塔影像的层数达到预定层数。

4.根据权利要求1所述的一种基于视频影像的空中加油辅助衔接方法，其特征在于：B2中所述的滑降法影像快速分割方法包括以下步骤：

B21、根据高斯金字塔影像中的灰度影像I，利用sobel算子计算梯度幅值影像G；

B22、在灰度影像I中，对于像素p，根据梯度幅值影像G，以像素p为中心在3*3窗口范围内搜索最小梯度值像素q，搜索中心由像素p向最小梯度值像素q滑动，重复搜索过程，直至像素p为3*3邻域内梯度值最小像素p’，记录滑动经过的所有像素；

B23、对于灰度影像I中所有像素做B22步骤处理，生成反差增强灰度图I’，反差增强灰度图I'中对应位置像素灰度赋值为终止搜索时像素p的灰度值；

B24、反差增强灰度图I’使用阈值T1做分割，使用种子填充算法填充，反差增强灰度图I’中灰度差异小于阈值T1的4邻域连通区域合并为一个图斑。

5.根据权利要求1所述的一种基于视频影像的空中加油辅助衔接方法，其特征在于：B3中所述的指标评价包括以下步骤：

B31、统计每个图斑内像素平均灰度值g和图斑内像素个数，像素平均灰度值g大于阈值T2以及像素个数小于阈值T3的图斑均予以剔除,被剔除图斑的指标评价值v赋值为0；

B32、计算剩余图斑的几何中心作为拟合圆圆心，图斑内像素个数除以π再开均方根为拟合圆半径R，计算拟合圆与图斑相交区域面积与图斑总面积的比例，即圆度p；

B33、以图斑的几何中心为原点，大于1倍拟合圆半径R小于3倍拟合圆半径R内像素平均灰度与1倍拟合圆半径R内像素平均灰度之差记为反差c；

B34、根据图斑拟合圆半径R构建匹配模版，匹配模板呈同心圆形状，1倍拟合圆半径R内为0，大于1倍拟合圆半径R小于3倍拟合圆半径R内为1,模版中心置于图斑几何中心，计算匹配相关系数ρ；

B35、根据平均灰度值g，圆度p，反差c和相关系数ρ，计算指标评价值v＝ρ*p*(c-g/2),若指标评价值v小于0，则指标评价值v赋值为0；

B36、图斑内所有像素灰度赋值为V，对所有图斑做B31至B35流程，最终生成指标图。