“句芒号”激光光斑质心提取方法与稳定性分析

作者：万科; 黎荆梅^*; 韩启金; 李功伟; 王宁; 徐兆鹏; 赵航; 马灵玲

来源：光学学报, 2023, 1-21.

• 遥感
• 足印影像
• 激光光斑
• 影像背景噪声
• 光斑质心提取

陆地生态系统碳监测卫星句芒号搭载的光轴监视相机可摄取地物和激光光斑影像，光斑影像中的光斑质心可表征激光出射方向，在辅助激光定位中具有重要作用。本文针对句芒号足印影像特点，提出一种针对复杂背景噪声的激光光斑质心提取方法：基于灰度转换模型去除地物背景，结合距离约束、高斯滤波和大津阈值分割去除影像噪声，最后利用灰度重心法计算质心坐标。使用提出的方法对多种地物类型仿真光斑和实测光斑进行质心提取，结果表明：本文方法质心提取均方根误差约0.074pixel，最大误差约0.482pixel，对句芒号光斑影像适应性较好。对句芒号足印影像光斑开展了稳定性分析，结果表明所有波束激光光斑质心坐标标准差小于0.34pixel，激光器与光轴监视相机的相对几何关系较为稳定。本文方法可用于激光光斑质心提取及稳定性监测，对句芒号激光数据处理和应用有一定参考价值。