中国空间科学技术

›› 2015, Vol. 35 ›› Issue (6): 57-.doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2015.06.007

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面向空间抓取任务的目标轮廓跟踪方法

康儒斐, 王仕成, 刘志国, 杨东方   

  1. (第二炮兵工程大学控制工程系，西安710025)
  • 收稿日期:2015-06-02 修回日期:2015-08-04 出版日期:2015-12-25 发布日期:2015-12-25
  • 作者简介:康儒斐 1991生，2012年毕业于第二炮兵工程大学测控工程专业，现为第二炮兵工程大学导航制导与仿真专业硕士研究生。研究方向为计算机视觉。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金（61403398），陕西省自然科学基金（2014JM26109）资助项目

DetectingandTrackingMethodforSpaceTargetGraspingBasedonContourFeaturesDetection

KANG  Ru-Fei, WANG  Shi-Cheng, LIU  Zhi-Guo, YANG  Dong-Fang   

  1. （DepartmentofControlEngineering,TheSecondArtilleryEngineeringUniversity，Xi′an710025）
  • Received:2015-06-02 Revised:2015-08-04 Published:2015-12-25 Online:2015-12-25

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被引次数

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摘要： 在空间抓取任务中，视场背景复杂，光照条件变化剧烈，而且存在相对运动。文章提出了一种新的动态轮廓特征检测跟踪方法。首先在灰度梯度法基础上，引入形状匹配、面积筛选和自适应灰度阈值调整方法，提高了轮廓提取的鲁棒性。随后，基于该提取结果，利用图像序列的时域相关约束辅助GVFSnake算法进行轮廓跟踪，提升了动态检测速度。最后，考虑到空间抓取任务的实时性需求，采用CUDA运算架构对算法进行并行化处理，并对一组序贯图像序列进行了轮廓跟踪实验。实验结果表明，此方法在CUDA平台下轮廓跟踪速率达到了10帧/s，在保证轮廓检测的准确性的基础上，明显改善了检测速度。

关键词: 轮廓检测, 空间目标抓取, 时域约束辅助, 航天任务

Abstract: Duetothecomplexbackground,changesoftheilluminationandrelativemotions,betterperformancesineffectivenessandrobustnessareneededformovingtargetgraspingtasks.Anewdetectingandtrackingmethodbasedondynamiccontourfeatureswasproposed.Thegraygradientmethodandtheactivecontourmodelwereintegratedinthismethod.Atfirst,onthebasisofthetraditionalgraygradientmethod,animprovedgraygradientmethodwasproposed,whichincludedshapematching,areascreeningandadaptiveadjustmentofgraythreshold.Accordingtothedetectingresultsoftargetcontour,thetimedomainconstraintsbetweenimagesequenceswerealsoinvolved.ThedetectingresultswereaddedintheGVFsnakemethodtoimprovethemeasuringaccuracyandeffectiveness.Intheend,consideringtherealtimedemandofthegraspingtasks,thetrackingmethodswasparallelwithCUDAcalculationarchitectureandanexperimentwasconductedwithabundleofsequentialimages.Theresultshowsthatthetrackingratecanreach10framespersecond,improvingthetrackingspeedwithoutsacrificingtheaccuracy.

Key words: Contourdetection, Spacetargetgrasping, Timedomainconstraints, Spacemission