用于行星车在轨标定的亮度加权分区间直线提取方法

作     者：刘明岳 祝会忠 徐辛超 乔浩磊 付晓天 赵晗光 LIU Mingyue;ZHU Huizhong;XU Xinchao;QIAO Haolei;FU Xiaotian;ZHAO Hanguang

作者机构：辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院辽宁阜新123000 中国科学院空天信息创新研究院北京100094 

出 版 物：《武汉大学学报(信息科学版)》 (Geomatics and Information Science of Wuhan University)

年 卷 期：2025年第50卷第1期

页      面：120-132页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 081602[工学-摄影测量与遥感] 0816[工学-测绘科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(42071447) 地球观测与时空信息科学重点实验室项目(201901) 辽宁省自然科学基金(20180550849) 辽宁省教育厅基础研究项目(LJ2019JL021) 

主　　题：太阳能板导航影像 亮度加权分区 区间梯度阈值 直线提取 在轨标定 

摘      要：针对在轨标定时强光照条件造成直线提取效果较差的问题,提出了一种用于行星车在轨标定的亮度加权分区间直线提取方法。首先,对梯度幅值和梯度方向进行统计,获得梯度方向分布模型并根据高斯分布的标准差进行自适应区间划分;然后,以像素的亮度作为权重依据,确定各区间的梯度阈值并进行初始的边缘链提取;接着,根据梯度方向直方图确定各边缘链的种子点,通过动态跟踪完成直线的初步检测;最后,结合端点距离、重心一致性约束进行直线连接,利用亥姆赫兹准则完成直线验证。采用嫦娥三号的立体太阳能板导航影像开展了直线提取、匹配及直线约束下的在轨标定实验,并与经典的线段检测器(line segment detector,LSD)和边缘绘制线段检测(edge drawing lines,EDLines)方法进行了对比。结果表明,所提方法较LSD和EDLines方法正确直线提取分别最大提升了62.35%和43.21%,平均提升了37.96%和27.76%;采用直线约束开展立体视觉系统标定的精度提升了6.45%,较另外两种直线提取结果约束下的精度分别提升了4.38%和2.30%,表明所提的直线提取方法更优,可以辅助实现更高精度的行星车立体视觉系统的在轨标定。