[发明专利]一种深空探测相机曝光调节方法、调节系统及其调节装置

说明书

本发明提供一种深空探测相机曝光调节方法、调节系统及其调节装置，涉及航天深空探测技术领域。通过获取当前帧深空图像，计算第一目标平均灰度、第二目标平均灰度以及第三目标平均灰度；根据目标像素单元的数量确定当前帧深空图像平均灰度，其中，所述当前帧深空图像平均灰度为第一目标平均灰度、第二目标平均灰度以及第三目标平均灰度中的一个；根据所述当前帧深空图像平均灰度确定下一帧深空图像的曝光时间和模拟增益，从而实现深空环境下，针对不同应用场景和不同目标类型的自适应的曝光控制。

技术领域

本发明涉及航天深空探测技术领域，特别是涉及一种深空探测相机曝光调节方法、调节系统及其调节装置。

背景技术

深空探测是指对月球及更远的天体或空间环境开展的探测活动。深空探测对于太阳系及宇宙的形成与演化、生命起源于进化等重大科学问题的研究有重要意义，是人类航天活动的重要方向。相机是深空探测活动中的重要科学载荷之一，它通过对深空天体拍摄成像，直观地获取目标的光学图像，进而用于对天体的地形地貌及其变化、地质结构等研究。

对深空探测相机曝光的控制是影响相机成像质量的关键因素。过度曝光和曝光不足都会导致图像质量下降，图像细节丢失。由于深空探测远距离的特性，一次测控交互延迟长达数十分钟，因此要求深空探测相机具备自主曝光调节能力。同时，由于深空探测中携带载荷数量和种类有限，对深空探测相机提出了探测目标的多元化和相机的多功能化要求，探测的目标包括大星体表面、深空背景大/小目标等，还要求相机针对不同的目标成像时，曝光调节策略具有自适应性。但是，目前没有满足上述需求的曝光调节方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种深空探测相机曝光调节方法、调节系统及其调节装置，以实现深空环境下，针对不同应用场景和不同目标类型的自适应的曝光控制。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种深空探测相机曝光调节方法包括：

获取当前帧深空图像；

计算第一目标平均灰度、第二目标平均灰度以及第三目标平均灰度；所述第一目标平均灰度为所述当前帧深空图像的全图平均灰度；所述第二目标平均灰度为所有目标块的平均灰度；所述目标块为灰度值大于或者等于第一灰度阈值的图像块，所述图像块是对所述当前帧深空图像进行分块处理后得到的；所述第三目标平均灰度为所有目标像素单元的平均灰度，所述目标像素单元为灰度值大于或者等于第二灰度阈值的像素单元，所述像素单元为所述当前帧深空图像的最小像素单元；

根据所述目标像素单元的数量，确定当前帧深空图像平均灰度；所述当前帧深空图像平均灰度为所述第一目标平均灰度、所述第二目标平均灰度及所述第三目标平均灰度中的一个；

根据所述当前帧深空图像平均灰度确定下一帧深空图像的曝光时间和模拟增益。

可选地，所述根据所述目标像素单元的数量，确定当前帧深空图像平均灰度，具体包括：

统计所述当前帧深空图像对应的目标像素单元数量和总像素单元数量；

当所述目标像素单元数量小于所述总像素单元数量的10％时，将所述第三目标平均灰度确定为所述深空图像平均灰度；

当所述目标像素单元数量大于或等于所述总像素单元数量的10％，且所述目标像素单元数量小于所述总像素单元数量的80％时，将所述第二目标平均灰度确定为所述深空图像平均灰度；

当所述目标像素单元数量大于或等于所述总像素单元数量的80％时，将所述第一目标平均灰度确定为所述深空图像平均灰度。

可选地，所述根据所述当前帧深空图像平均灰度确定下一帧深空图像的曝光时间和模拟增益，具体包括：

判断差值的绝对值是否小于设定阈值；所述差值为所述当前帧深空图像平均灰度与预设的灰度参考值的差；