基于火星探测的人工标志识别定位

作     者：李莹 叶培建 彭兢 杜颖 LI Ying;YE Pei-jian;PENG Jing;DU Ying

作者机构：中国空间技术研究院北京100094 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2015年第23卷第2期

页      面：566-572页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 070401[理学-天体物理] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0704[理学-天文学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：中国空间技术研究院预研基金资助项目 

主　　题：火星探测 目标识别 人工标志 标志定位 光照鲁棒性 

摘      要：为了实现火星探测中巡视器以及着陆器上人工标志的识别定位,结合好奇号火星车的人工标志特征和火星环境的特点,提出一种人工标志两步识别定位方法。第一步是在图像中识别人工标志并进行初步定位。该步骤通过图像边缘检测,提取并跟踪各轮廓边界。针对人工标志存在的沙尘附着、光照不均、以及阴影遮挡等问题,提出一种基于火星环境的自适应边缘检测方法。采用最小二乘椭圆拟合方法对每一个轮廓边界进行椭圆拟合,将拟合所得的椭圆参数作为标志的初步定位结果。第二步是对各人工标志进行精确定位。根据初步定位的椭圆参数进行图像分割。考虑标志中心为两条直线的交点,故采用Hough变换对各分割出的图像块进行直线检测,并对交点进行重定位,从而得到人工标志的精确位置。对好奇号火星车的标志图像进行了试验,结果表明:提出的方法能够检测存在较大变形的人工标志,对标志中心的定位精度稳定在1个像素以内。该对沙尘附着、光照以及阴影遮挡具有一定的鲁棒性,基本满足火星探测中人工标志定位的精度和鲁棒性要求。