一种基于光学图像的着陆点选取方法

摘要

一种基于光学图像的着陆点选取方法，首先利用光学成像敏感器获取着陆区域的光学图像，并划分成网格，将每个网格的中心作为待选着陆点。然后对所有像素点按照K均值聚类的方法进行分类，将分类结果中最亮类和最暗类中的所有像素点作为障碍点。随后对于每一个网格，搜索区域障碍点的个数，在求取搜索区域灰度均方差的基础上，计算得到每个待选着陆点对应的安全度数值。对安全度数值从小到大排序并选取前J个对应的待选着陆点为初定着陆点，并对安全度数值归一化处理，然后计算J个区待选着陆点对应的燃料消耗值并归一化处理。最后综合安全度数值和燃料消耗值，确定出最终的着陆点。本发明方法计算量小，精度高，适用于着陆器的实时着陆计算。

主权项

一种基于光学图像的着陆点选取方法，其特征在于包括如下步骤：(1)利用着陆器上搭载的光学成像敏感器获取着陆区域的光学图像；所述光学图像的分辨率为A*B；(2)将所述光学图像划分成S*T个相同的网格，并将每个网格的中心作为待选着陆点；其中S为所述光学图像在行方向上的网格数量，T为所述光学图像在列方向上的网格数量；(3)对所述光学图像的所有像素点按照K均值聚类的方法进行分类，分类数量为P，然后将P类中的最暗类中的所有像素点作为阴影点，P类中的最亮类中的所有像素点作为高亮点，并将阴影点和高亮点一同视为障碍点；(4)对于每一个网格，在以待选着陆点为中心，以至少一个网格的长度或者宽度为半径构成的计算区域内进行障碍点的搜索和统计，从而得到S*T个计算区域中每个计算区域的区域障碍点个数Hazard_num(i)，i＝1,2,3......,S*T；(5)求取每个计算区域的灰度均方差St_dev(i)；(6)根据步骤(4)和步骤(5)的结果，计算得到每个待选着陆点对应的安全度数值Safe_Q(i)，Safe_Q(i)＝Hazard_num(i)×St_dev(i)；(7)对步骤(6)获取的S*T个安全度数值按照从小到大的顺序进行排序，并选取排序中前J个Safe_Q(i)对应的待选着陆点为初定着陆点，对J个初定着陆点的安全度数值进行归一化计算，得到归一化后的J个安全度数值Safe1_Q(j)，j＝1,2,3......,J；(8)对J个初定着陆点，分别计算从光学图像获取位置到着陆器最终着陆在初定着陆点的过程所需的燃料消耗，由此获得J个燃料消耗值d_Vel(j)，对J个燃料消耗值进行归一化计算，得到归一化后的J个燃料消耗值d1_Vel(j)；(9)根据步骤(7)和步骤(8)的计算结果，计算得到J个初定着陆点各自对应的排除度Land_Q(j)，Land_Q(j)＝k₁·Safe1_Q(j)+k₂·d1_Vel(j)     k₁+k₂＝1；(10)对步骤(9)计算得到的J个排除度中，将排除度最小的点对应的待选着落点作为最终的着陆点。