[发明专利]一种非合作目标快速轮廓跟踪方法

说明书

本发明公开了一种非合作目标快速轮廓跟踪方法，对目标尺度动态变化序列图像中的目标进行跟踪，其包含以下步骤：S1、对目标尺度动态变化序列图像中初始帧图像中的目标区域进行分割，得到目标区域分割图像；S2、对目标区域分割图像进行局部轮廓区域特征的提取；S3、依次根据上一帧图像中的局部轮廓区域特征完成相邻下一帧图像中局部轮廓区域特征的提取与跟踪，从而实现剩余序列图像局部轮廓区域特征的连续提取和跟踪。其优点是：根据相邻前后帧图像间的关联性，通过局部处理实现剩余序列图像轮廓部分区域特征的连续跟踪，具有速度快、准确性强、稳定性高等优点。

技术领域

本发明涉及航天器相对测量技术领域，特别涉及一种非合作目标快速轮廓跟踪方法。

背景技术

在空间非合作目标交会对接相对测量过程中，需要精确制导追踪航天器与目标星之间的相对位置、相对姿态角、相对速度和相对运动信息。对空间非合作目标特征的跟踪提取是完成后续姿态测量的前提的保证，针对传统的连续目标特征跟踪提取算法容易受目标图像较多边缘的干扰导致轮廓提取效果差一级存在处理速度慢的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非合作目标快速轮廓跟踪方法，能够根据由远及近相对距离动态变化的非合作目标直线特征的实时提取实现目标连续快速稳定轮廓特征的跟踪，具有速度快、准确性强、稳定性高等优点。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种非合作目标快速轮廓跟踪方法，对目标尺度动态变化序列图像中的目标进行跟踪，其特征是，包含以下步骤：

S1、对目标尺度动态变化序列图像中初始帧图像中的目标区域进行分割，得到目标区域分割图像；

S2、对目标区域分割图像进行局部轮廓区域特征的提取；

S3、依次根据上一帧图像中的局部轮廓区域特征完成相邻下一帧图像中局部轮廓区域特征的提取与跟踪，最终实现剩余序列图像局部轮廓区域特征的连续提取和跟踪。

上述的非合作目标快速轮廓跟踪方法，其中，所述步骤S1具体包含：

S11、运用大律法对初始帧图像中的目标区域与背景区域进行初始分割；

S12、对初始分割的图像进行形态学处理开运算和闭运算，以得到目标轮廓边界；对目标轮廓边界进行上下左右四个方向范围区域的扩充，得到目标区域分割图像。

上述的非合作目标快速轮廓跟踪方法，其中，所述的步骤S2具体包含：

S21、使用canny算法对目标区域分割图像进行目标边缘的检测，得到边缘检测图像；

S22、采用基于区域生长的深度优先搜索递归调用算法对边缘检测图像进行边界追踪，提取出目标边缘轮廓特征，并得到目标边缘轮廓；

S23、将目标边缘轮廓扩展到大于目标轮廓区域四个方向外边缘一定范围的四边形区域，以完成对目标轮廓局部区域的图像抠取，并记录所抠取的局部目标轮廓区域图像的四个方向角点局部图像坐标，作为后续连续序列图像中目标跟踪的初值；

S24、采用霍夫变换对局部目标轮廓区域图像的边缘检测图像轮廓所在区域的上下左右四个方向一定区域内的边缘进行初始帧局部目标轮廓区域图像中轮廓直线的提取，获得目标轮廓直线的参数。

上述的非合作目标快速轮廓跟踪方法，其中，所述的步骤S21中：

只对目标区域分割图像中均大于目标区域上下左右四方向一定冗余的局部图像进行canny边缘检测，得到局部图像边缘检测结果，通过该结果得到边缘检测图像。

上述的非合作目标快速轮廓跟踪方法，其中，所述的步骤S22具体包含：