一种着陆图像中撞击坑的检测和识别方法与流程

技术特征：
1.一种着陆图像撞击坑检测和识别方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤s100，通过单阶段倍增锚点的撞击坑检测网络dpcdn检测撞击坑；步骤s200，将撞击坑检测网络dpcdn输出的撞击坑目标与预建立的天体表面撞击坑集合进行匹配，实现对撞击坑检测网络dpcdn输出的撞击坑目标的识别。2.根据要求1所述的着陆图像撞击坑检测和识别方法，其特征在于，所述撞击坑检测网络通过快速特征提取层快速提取特征，然后使用特征金字塔增强特征，对增强后的特征层进行检测输出，特征金字塔的不同层负责不同尺寸撞击坑目标的检测，实现快速多尺度撞击坑检测。3.根据权利要求2所述的着陆图像撞击坑检测和识别方法，其特征在于，在低层次的特征层上使用倍增锚点操作，实现小尺寸撞击坑的检测。4.根据权利要求3所述的着陆图像撞击坑检测和识别方法，其特征在于，所述撞击坑检测网络通过快速特征提取层快速提取特征的步骤包括：(1)特征输入通过卷积层，随后对结果取反再与未取反的结果拼接，将拼接后的特征输入relu激活函数；(2)快速特征提取层包含4个卷积层，其中前两个卷积层使用步骤(1)的操作，通过所述4个卷积层完成图像的特征提取。5.根据权利要求4所述的着陆图像撞击坑检测和识别方法，其特征在于，所述倍增锚点的操作的步骤如下：特征图上每一点(x，y)，对应原图像上其中s为原图像到该层特征图的缩放倍数，在倍增锚点操作下，特征图上每一点对应原图像的多个点且k
i
<s，k为倍增数目,z是整数集合，网络有多个输出检测层，在第一个检测输出上使用倍增锚点操作。6.根据权利要求5所述的着陆图像撞击坑检测和识别方法，其特征在于，所述将撞击坑检测网络dpcdn输出的撞击坑目标与预建立的天体表面撞击坑集合进行匹配识别的步骤包括：步骤s210，将预建立好的天体表面撞击坑集合数据库通过初始姿态投影到当前视场，作为待匹配集合；将撞击坑检测网络输出的撞击坑目标作为目标集合；步骤s220，将预建立好的天体表面撞击坑集合数据库中所有的撞击坑投影到当前视场后，将待匹配集合θ
global
与目标集合θ
k
匹配；步骤s230，融合着陆图像序列信息，匹配第k帧撞击坑和前k
‑
1帧已完成识别的撞击坑，以实现撞击坑检测网络输出的撞击坑目标集合与预建立天体表面撞击坑集合数据库中的撞击坑匹配识别。7.根据权利要求6所述的着陆图像撞击坑检测和识别方法，其特征在于，使用加权二分图匹配算法对待匹配集合和目标集合进行匹配，权重为撞击坑目标框之间的交并比以及撞击坑特征模式的欧氏距离；所述加权二分图最佳匹配算法中的权重包含两部分：(1)矩形框之间的交并比；(2)待匹配集合中的待匹配撞击坑与待匹配撞击坑周围的撞击坑组成的特定模式。
8.根据权利要求7所述的着陆图像撞击坑检测和识别方法，其特征在于，所述加权二分图最佳匹配算法中的特征模式欧氏距离权重计算的步骤如下：(1)初始化特征向量v＝(0，0，
…
，0)
t
∈r
n
×1，其中e为离散因子,r是实数集合。(2)选取待匹配撞击坑作为中心撞击坑，将所述中心撞击坑及其周围m个撞击坑组成特定模式，计算周围任意两个撞击坑与中心撞击坑之间的角度θ，由θ∈[qe，(q 1)e)，更新特征向量v[q]＝v[q] 1，所述角度θ即为夹角，q＝θ/e向下取整；(3)重复步骤(1)、(2)直到所有的夹角计算完毕。9.根据权利要求8所述的着陆图像撞击坑检测和识别方法，其特征在于，所述撞击坑检测网络输出的撞击坑与预建立撞击坑数据库中的撞击坑匹配识别的步骤中，利用卡尔曼滤波器和加权二分图最佳匹配算法实现已匹配完成的撞击坑与当前视场下撞击坑的匹配。

技术总结
一种着陆图像撞击坑检测和识别方法，其特征在于，包括如下步骤：通过单阶段倍增锚点的撞击坑检测网络DPCDN检测撞击坑；将撞击坑检测网络DPCDN输出的撞击坑目标与预建立的天体表面撞击坑集合进行匹配，实现对撞击坑检测网络DPCDN输出的撞击坑目标的识别。本发明提出了一种倍增锚点的操作，帮助检测小尺寸撞击坑，提升检测网络性能。在检测结果的基础上，提出基于加权二分图的撞击坑匹配识别方法，设计一种简单高效的权重计算方法，融合待匹配撞击坑及其周围撞击坑的信息。本发明具有检测平均精度高，对小尺寸密集撞击坑检测能力强，融合序列图像信息识别高速的特点，达到了撞击坑检测和识别的领先性能水平。测和识别的领先性能水平。测和识别的领先性能水平。


技术研发人员：江洁 陈子昊 张广军
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2021.07.21
技术公布日：2021/10/23