基于灰度特征与几何约束的月面陨石坑自动提取方法

摘要：

针对月表图像强度分布不均匀、陨石坑周白色风迹造成的明暗区域对比不明显等问题,提出了一种月面陨石坑自动提取方法.首先对月表灰度图像进行多阈值分割,以提取陨石坑的亮暗区,遍历图像像素灰度值不断迭代阈值,根据该阈值亮暗候选区动态地聚合、生长,分析候选区饱和度、拟合度等几何特征,筛选出符合条件的亮区与暗区;然后结合太阳光照方向以及亮暗区域的灰度对比度、距离等相关约束条件,选择相适度最高的2个亮暗区,将其匹配为同一陨石坑;最后利用最小二乘法对亮暗区域的外轮廓进行拟合,以获取陨石坑半径及位置等信息.分别以美国月球勘测轨道飞行器LRO以及嫦娥三号着陆相机所获取的月表图像验证方法的有效性.结果表明:该方法可有效识别半径在4m以上的陨石坑,能有效缓解环境中坑周风迹等外部影响,实现对低对比度区域的多尺度陨石坑的提取,具有鲁棒性强、可靠性高等优势.

关键词：陨石坑提取、多阈值分割、图像匹配、边缘拟合、月球勘测轨道飞行器、嫦娥三号

所属期刊栏目：27

分类号：V476.3(航天器及其运载工具)

资助基金：载人航天领域预先研究项目060201

在线出版日期：2021-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：158-168