[发明专利]一种空中非合作目标气球要害点快速的检测方法

说明书

本发明公开了一种空中非合作目标气球要害点快速的检测方法，包括：S1、输入检测图像G1，进行中值滤波去除噪声得到图像G2；S2、对图像G2分别进行X、Y方向的灰度投影，确定检测气球的位置以及气球的中心点P；S3、以中心点P作为极坐标的原点，利用双线性插值，将图像G2转换到极坐标系统中,得到图像G3；S4、对图像G3进行直方图统计；计算出当前阈值t₀和目标的边缘信息，存储在数组E中；S5、使用最小二乘法计算出边缘各点拟合圆的半径R,并将曲率1/R存储在一维的数组C中；S6、对曲率数组C进行均值滤波，找到数组C中最大的值，并返回到直角坐标系中的坐标位置M，该坐标M即为气球绳结。本发明能够快速、准确的对空中气球要害点进行检测。

技术领域

本发明涉及图像处理和目标检测识别领域，尤其涉及一种空中非合作目标气球要害点快速的检测方法。

背景技术

近年来，越来越多的小型航空器出现在日常生活中，如轻型直升机、滑翔机、小型无人机、无人驾驶自由气球、系留气球等。这些设备在给人们带来便利的同时，也产生了诸多问题。由于其可以轻松飞越各种障碍，使用者常常不顾及公共安全，有意或无意的干扰公共服务，如操控设备进入机场区域影响飞机的正常起降，在足球比赛、音乐会等大型活动中使用无人机或气球航拍发生意外伤害他人等。

反制这些设备的方法多种多样，如网捕，电子干扰，武器击落等，例如可以使用激光武器瞄准目标的要害点位置，将其击落。对于气球这种材质特殊的空中飞行器，使用激光武器进行打击时，其要害点位于绳结处，而不是球体表面。当激光照射到球体上时，由于物理特性的原因，会直接穿透气球，无法在气球表面聚能，不能将其烧毁，而气球的绳结部分具有不透光的特点，激光照射该位置，可以有效将气球击落，是理想的打击要害位置。要引导激光对准气球的要害位置，一种典型的方法是对其进行成像，通过图像处理的手段识别出气球的要害部位。

基于图像的目标检测方法有很多。其中一些方法利用了目标的灰度信息来检测和定位目标，这类方法针对特定的应用场合和要求进行设计，其主要缺点是难于适应光照变化和背景复杂多变的情况。另外一些方法则利用了目标的形状信息来检测目标。这类方法能够适应不同的场景和光照变化，但计算复杂度较高，不能满足实时性的要求。在某些特定应用场合中，由于目标一般距离较远，目标在相面上的移动较大，为了始终能够捕获目标，成像设备往往具有大幅面，高帧频的特点，这就要求目标要害点定位算法既能适应各种复杂环境条件，又能快速处理得到定位结果。因此有必要开发一种空中非合作目标气球要害点检测方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种空中非合作目标气球要害点快速的检测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种空中非合作目标气球要害点快速的检测方法，包括以下步骤：

S1、输入检测图像G1，并对其进行中值滤波，去除噪声，得到图像G2；

S2、对图像G2分别进行X、Y方向的灰度投影，确定检测气球的位置以及气球的中心点P；

S3、以中心点P作为极坐标的原点，利用双线性插值，将图像G2转换到极坐标系统中，得到图像G3；

S4、对图像G3进行直方图统计；使用最小交叉熵方法计算出当前阈值t₀，并提取出目标的边缘信息，存储在一维的数组E中；

S5、利用均值滤波对边缘信息E进行平滑；使用最小二乘法计算出边缘各点拟合圆的半径R，并将曲率1/R存储在一维的数组C中；

S6、对曲率数组C进行均值滤波，找到数组C中最大的值，并返回到直角坐标系中的坐标位置M，该坐标M即为气球绳结。

进一步地，本发明的步骤S2的具体方法为：