基于灰度特征与几何约束的月面陨石坑自动提取方法

• 作者: 钱洲元 贺亮 张瀚墨 胡阳修 曹涛
• 来源期刊: 载人航天
• 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
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 基础研究|BASIC RESEARCH
• 页码范围: 158-168
• 页数: 11页
• 分类号: V476.3
• 语种: 中文

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.