本公開涉及圖像處理，具體涉及一種圖像導航與圖像采集融合方法、裝置。

背景技術：

1、圖像導航是指通過航天器的圖像采集設備采集航天器導航使用的圖像，將該圖像下傳給地面接收站，以使地面接收站根據該圖像生成用于航天器自動導航的指令。

2、在這過程中，為滿足導航精度和搜索范圍的需求，航天器導航使用的圖像均為大尺寸、高分辨率和高靈敏度的圖像，因此導航所用圖像的數(shù)據較大，但僅小部分區(qū)域包含關鍵目標信息。而現(xiàn)有的航空航天設備傳輸數(shù)據的方式為無線傳輸，為適應無人機的高機動性和遠距離傳輸，其無線信道的通信能力受限。這就導致無法將導航所使用的圖像完整的傳輸給地面接收站。傳統(tǒng)方式是采用圖像壓縮、降分辨率、丟幀或降靈敏度等有損方式將圖像數(shù)據縮小后傳輸，而這種方式會導致地面接收站接收的目標圖像存在信息損失的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本公開提出了一種圖像導航與圖像采集融合方法、裝置，以解決相關技術中航天器向地面接收站傳輸?shù)膱D像存在信息損失的問題。

2、本公開第一方面實施例提出了一種圖像導航與圖像采集融合方法，所述方法包括：

3、采集目標周期內的第一圖像，所述第一圖像包括目標物體和其他物體的圖像；

4、從所述第一圖像中提取多個特征點；

5、基于所述多個特征點確定所述目標物體在所述第一圖像中的目標位置；

6、通過所述目標位置對所述航天器進行圖像導航；

7、在通過所述目標位置對所述航天器進行圖像導航的同時，基于所述目標位置對所述第一圖像進行分割，得到包含所述目標物體的第二圖像；

8、將所述第二圖像發(fā)送給地面接收站。

9、本公開實施例通過多個特征點確定目標物體在第一圖像中的目標位置，并根據目標位置對第一圖像進行分割，得到包含目標物體的第二圖像，能夠達到在不損失目標物體的圖像信息的同時有效減小圖像傳輸?shù)臄?shù)據大小的目的。

10、在本公開實施例中，基于所述多個特征點確定所述目標物體在所述第一圖像中的目標位置，包括：

11、根據所述第一圖像中的區(qū)域信息和線條信息，將所述多個特征點劃分為多個集合；每個集合中的特征點對應所述第一圖像中的任意一個區(qū)域或者線條；

12、針對所述多個集合中的任意一個集合，確定所述集合中的特征點和數(shù)據庫中存儲的目標物體的特征點的相似度；

13、將相似度大于預設閾值的集合作為目標集合，將所述目標集合對應的多個特征點在所述第一圖像中的位置確定為所述目標位置。

14、本公開實施例通過第一圖像中的區(qū)域信息和線條信息，將多個特征點劃分為多個集合，并確定每個集合中的特征點和數(shù)據庫中存儲的目標物體的特征點的相似度，從而將相似度大于預設閾值的目標集合所對應的多個特征點在第一圖像中的位置確定為目標位置，能夠快速且準確地確定出目標物體在第一圖像中的位置，有助于提高后續(xù)第二圖像的生成效率。

15、在本公開實施例中，基于所述目標位置對所述第一圖像進行分割，得到包含所述目標物體的第二圖像，包括：

16、基于所述目標位置將所述第一圖像劃分為第一區(qū)域和第二區(qū)域；所述第一區(qū)域是包含所述目標集合的區(qū)域；

17、將所述第一區(qū)域從所述第一圖像中分割出，得到所述第二圖像。

18、本公開實施例通過目標位置將第一圖像劃分為第一區(qū)域和第二區(qū)域，并將第一區(qū)域從第一圖像中分割出，得到第二圖像，能夠保證分割得到的第二圖像中僅包含目標物體，不包含其它物體，以此能夠達到在不損失目標物體的圖像信息的同時有效減小圖像傳輸?shù)臄?shù)據大小的目的。

19、在本公開實施例中，從所述第一圖像中提取多個特征點之前，所述方法還包括：

20、確定所述圖像采集設備的相機矩陣和畸變系數(shù)；

21、通過畸變校正函數(shù)、所述相機矩陣和所述畸變系數(shù)，對所述第一圖像進行畸變校正。

22、在本公開實施例中，通過所述目標位置對所述航天器進行圖像導航，包括：

23、基于所述目標位置計算出所述航天器的位置信息和姿態(tài)信息；

24、通過所述位置信息和所述姿態(tài)信息控制所述航天器向所述目標物體飛行。

25、在本公開實施例中，基于所述目標位置計算出所述航天器的位置信息和姿態(tài)信息，包括：

26、將所述第一圖像中目標位置的特征點與目標模型進行匹配；所述目標模型是指所述目標物體在不同角度下的三維模型；

27、根據特征點匹配結果和所述目標模型的已知姿態(tài)信息，計算所述目標物體的第一姿態(tài)信息和第一位置信息；

28、基于所述第一姿態(tài)信息和第二姿態(tài)信息確定姿態(tài)變化信息，以及基于所述第一位置信息和第二位置信息確定位置變化信息；所述第二姿態(tài)信息和第二位置信息是指上一周期內接收到的圖像中的目標物體的姿態(tài)信息和位置信息；

29、基于所述姿態(tài)變化信息確定所述航天器的姿態(tài)信息，以及基于所述位置變化信息確定所述航天器的位置信息。

30、本公開第二方面的實施例提供了一種圖像導航與圖像采集融合裝置，包括：

31、圖像采集模塊，用于采集目標周期內的第一圖像，所述第一圖像包括目標物體和其他物體的圖像；

32、特征點提取模塊，用于從所述第一圖像中提取多個特征點；

33、目標位置確定模塊，用于基于所述多個特征點確定所述目標物體在所述第一圖像中的目標位置；

34、圖像導航模塊，用于通過所述目標位置對所述航天器進行圖像導航；

35、圖像分割模塊，用于在通過所述目標位置對所述航天器進行圖像導航的同時，基于所述目標位置對所述第一圖像進行分割，得到包含所述目標物體的第二圖像；

36、圖像發(fā)送模塊，用于將所述第二圖像發(fā)送給地面接收站。

37、本公開第三方面的實施例提供了一種電子設備，該電子設備包括存儲器和處理器，所述存儲器和所述處理器之間互相通信連接，所述存儲器中存儲有計算機指令，所述處理器通過執(zhí)行所述計算機指令，從而執(zhí)行上述第一方面所述的圖像導航與圖像采集融合方法。

38、本公開第四方面的實施例提供了一種計算機可讀存儲介質，計算機可讀存儲介質上存儲有計算機指令，所述計算機指令用于使計算機執(zhí)行上述第一方面所述的圖像導航與圖像采集融合方法。

39、本公開附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變的明顯，或通過本公開的實踐了解到。

技術特征：

1.一種圖像導航與圖像采集融合方法，其特征在于，所述方法應用于航天器，所述方法包括：

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述多個特征點確定所述目標物體在所述第一圖像中的目標位置，包括：

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述目標位置對所述第一圖像進行分割，得到包含所述目標物體的第二圖像，包括：

4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，從所述第一圖像中提取多個特征點之前，所述方法還包括：

5.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過所述目標位置對所述航天器進行圖像導航，包括：

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述目標位置計算出所述航天器的位置信息和姿態(tài)信息，包括：

7.一種圖像導航與圖像采集融合裝置，其特征在于，所述裝置包括：

8.一種計算機設備，其特征在于，包括：

9.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機指令，所述計算機指令用于使計算機執(zhí)行權利要求1至6中任一項所述的方法。

技術總結
本公開提出一種圖像導航與圖像采集融合方法、裝置，該圖像導航與圖像采集融合方法包括：采集目標周期內的第一圖像，第一圖像包括目標物體和其它物體的圖像；從第一圖像中提取多個特征點；基于多個特征點確定目標物體在第一圖像中的目標位置；通過目標位置對航天器進行圖像導航；在通過目標位置對航天器進行圖像導航的同時，基于目標位置對第一圖像進行分割，得到包含目標物體的第二圖像；將第二圖像發(fā)送給地面接收站。本公開實施例能夠達到在不損失目標物體的圖像信息的同時有效減小圖像傳輸?shù)臄?shù)據大小的目的。

技術研發(fā)人員：張凱,彭林科,馬明哲,劉向東
受保護的技術使用者：北京航宇天穹科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19