(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210763578.7 (22)申请日 2022.07.01 (71)申请人 陕西仙电同圆信息科技有限公司 地址 710086 陕西省西安市西咸 新区沣东 新城能源金贸区西咸金融港4-A座20 楼F2001室025号 (72)发明人 宋锐　韩璐瑶　李娇娇　刘路远　 水云鹏　刘子凡　齐洋磊　 (74)专利代理 机构 成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 专利代理师 罗强 (51)Int.Cl. G06T 7/73(2017.01) G06T 7/13(2017.01) G06T 7/155(2017.01)G06T 7/187(2017.01) G06T 7/66(2017.01) (54)发明名称 一种空间目标形心定位方法 (57)摘要 本发明提供了一种空间目标形心定位方法， 包括： 步骤1、 获取图像中的空间目标的外接矩 形， 将空间目标与背景区域分割； 步骤2、 通过梯 度算子对空间目标进行边缘检测， 将边缘点拟合 成直线得到空间目标的帆板部分； 步骤3、 对边缘 点进行配对， 将配对的边缘点距离拟合为一条直 线， 得到空间目标本体与帆板的分界线， 通过分 界线将空间目标本体与帆板分离， 得到空间目标 本体； 步骤4、 基于主轴法完成空间目标本地的最 小外接矩形的获取， 计算最小外接矩形的形心， 完成空间目标形心定位。 本发明能够快速获取空 间目标的最小外接矩形， 误差在两个像素之内， 从而完成空间目标的形心定位。 权利要求书2页 说明书7页 附图7页 CN 114998437 A 2022.09.02 CN 114998437 A 1.一种空间目标 形心定位方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1、 获取图像中的空间目标的外 接矩形， 将空间目标与背景区域分割； 步骤2、 通过梯度算子对空间目标进行边缘检测， 将边缘点拟合成直线得到空间目标的 帆板部分； 步骤3、 对边缘点进行配对， 将配对的边缘点距离拟合为一条直线， 得到空间目标本体 与帆板的分界线， 通过分界线将空间目标本体与帆板分离， 得到空间目标本体； 步骤4、 基于主轴法完成空间目标本地的最小外接矩形的获取， 计算最小外接矩形的形 心， 完成空间目标 形心定位。 2.根据权利要求1所述的空间目标形心定位方法， 其特征在于， 所述步骤1的子步骤包 括: 步骤1.1、 将图像进行二 值化处理； 步骤1.2、 对图像中空间目标进行膨胀运 算， 得到膨胀图像； 步骤1.3、 对膨胀图像进行腐蚀运算， 得到腐蚀图像， 遍历腐蚀图像得到空间目标的右 下角坐标； 步骤1.4、 根据空间目标的右下角坐标遍历膨胀图像， 得到空间目标的左上角坐标； 步骤1.5、 根据空间目标的左上角坐标与右下角坐标， 即可 得到空间目标的外 接矩形。 3.根据权利要求2所述的空间目标形心定位方法， 其特征在于， 所述步骤1.3 中， 通过腐 蚀运算将图像中空间目标缩小至1X1的孤立点， 对腐蚀图像进行遍历， 检测出值为1的点即 为空间目标的右下角坐标。 4.根据权利要求2或3所述的空间目标形心定位方法， 其特征在于， 所述步骤1.4的具体 步骤为： 步骤1.4.1、 将右下角坐标标记为 a， 从坐标a出发向上寻找， 找到最后一个像素值为1的 点后停止， 得到坐标b； 步骤1.4.1、 从坐标b向左寻找， 找到最后一个 像素值为1的点后停止， 得到坐标c； 步骤1.4.1、 从坐标c向上寻找， 以坐标c的列 坐标作为起始列， 以坐标a的列 坐标作为终 止列， 统计自起始列至终止列中是否有像素值为1  的点， 如果有则继续向上寻找， 否则停 止， 得到坐标d； 步骤1.4.1、 从坐标d向左寻找， 以坐标d的行坐标作 为起始行， 以坐标a的行坐标作 为终 止行， 统计自起始至终止行中是否有像素值为 1的点， 如果有则继续向左寻找， 否则停止， 得 到坐标e， 即空间目标的左上角坐标。 5.根据权利要求1所述的空间目标形心定位方法， 其特征在于， 所述步骤2 的具体过程 为： 步骤2.1、 采用图像梯度算子， 对目标的边 缘进行检测； 步骤2.2、 采用RANSAC的直线拟合方法， 将边缘点拟合成两条直线， 即描述空间目标的 帆板的直线。 6.根据权利要求1所述的空间目标形心定位方法， 其特征在于， 所述步骤3的具体子步 骤为： 步骤3.1、 沿帆板的直线的垂线配对边 缘点， 计算每对边 缘点的欧式距离； 步骤3.2、 按照横坐标从小到大的顺序， 对每对边缘点的欧式距离作散点图并拟合为直权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114998437 A 2线 ； 步骤3.3、 通过直线 即可区分空间目标的五部分， 依次为左侧帆板的过渡段、 左侧帆 板的稳定段、 本体段、 右侧帆板的稳定段、 右侧帆板的过渡段， 从而得到空间目标本体与帆 板的分界线； 步骤3.3、 沿分界线将空间目标分离得到空间目标本体。 7.根据权利要求6所述的空间目标形心定位方法， 其特征在于， 所述步骤3.1中， 将帆板 的直线的垂线角度作为扫描方向， 每对边缘点均处于同一条扫描线； 每对边缘点的欧式距 离计算方法为： 其中， 分别为第i个边缘点的横纵坐标， 分别为第j个边缘点的坐标， 第i 和第j个边 缘点为配对边 缘点。 8.根据权利要求1所述的空间目标 形心定位方法， 其特 征在于， 所述 步骤4的子步骤为： 步骤4.1、 确定空间目标本体的水平主轴 、 垂直主轴以及旋转中心； 步骤4.2、 计算空间目标本体的外 接矩形； 步骤4.3、 以水平主轴为旋转轴逆时针旋转垂直主轴， 每次旋转角度为1 °， 重复步骤 4.1‑步骤4.2， 直至 旋转一周， 得到不同角度下的空间目标本体的外 接矩形； 步骤4.4、 比较不同角度下的空间目标本体的外 接矩形， 得到最小外 接矩形； 步骤4.5、 计算 最小外接矩形的形心， 即空间目标的形心， 完成空间目标 形心定位。 9.根据权利要求8所述的空间目标形心定位方法， 其特征在于， 所述步骤4.1中， 将空间 目标视作密度均匀的平板， 将其每一行 的重心拟合成一条直线作为垂直主轴； 将每一列的 重心拟合成一条直线作为水平主轴， 水平主轴与垂直主轴的交点 为旋转中心。 10.根据权利要求8或9所述的空间目标形心定位方法， 其特征在于， 所述步骤4.2中， 外 接矩形的计算方法为： 保持水平主轴的方向不变， 将水平主轴向上平移， 直至水平主轴 与空 间目标本体无 交点时停止， 作为外接矩形的上边界； 将水平主轴向下移， 直至水平主轴 与空 间目标本体无 交点时停止， 作为外接矩形的下边界； 以水平主轴的垂线为斜率， 作一条经过 旋转中心的直线， 将此直线向左平移， 直至此直线与空间目标本体无 交点时停止， 作为外接 矩形的左边界； 将此直线向右平移， 直至此直线与空间目标本体无 交点时停止， 作为外接矩 形的右边界， 即可 得到外接矩形。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114998437 A 3