面向遮挡锥套的定位特征提取方法

在自主空中加油中,锥套加油口的圆形结构常被用于辅助目标定位,然而复杂的背景干扰与插头遮挡使得圆特征提取准确性大大降低。针对背景干扰问题,设计自适应均值滤波器获取加油口质心信息,从而在更小的范围内利用图像学操作得到精确的边缘点;针对插头遮挡问题,提出基于凸包检测的离群点排除算法,增强了特征提取的抗干扰性能。在此基础上,提出基于几何距离的迭代重加权最小二乘来优化椭圆目标,进一步提高了定位圆特征的提取精度。在仿真平台上着重分析了迭代重加权最小二乘算法中K值对拟合精度与效率的影响,同时对拟合算法的精度和抗遮挡性能进行了测试,算法在无遮挡时平均误差小于0.5%,在遮挡率为50%时平均误差小于2%。最后对实际锥套进行特征提取实验,与其他经典算法相比,精度上提高了49.3%,提取误差均值为0.79%,平均处理耗时为13.9 ms,且在锥套被遮挡的特殊情况下,提取误差控制在2%以内。实验结果表明,锥套的定位特征提取方法满足自主空中加油图像处理的准确性、快速性、鲁棒性要求,能够帮助提高自主空中加油对接成功率,减少事故发生的概率。