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基于数字图像处理方法，本文设计了目标姿态判读算法。利用该算法对光学设备记录的图像进行处理，能够自动、稳定、高精度地提取出目标在图像中的姿态信息。再利用两站或多站的姿态测量结果进行交会计算，可以获取空间目标的三维姿态参数。
本文根据空间目标的特征，设计了基于边缘检测和Hough变换直线提取的目标姿态提取算法。
首先根据实际图像特点和侧抑制效应的原理，设计了一种适用于光照不均匀图像的图像增强算法。
然后对Canny边缘检测算法进行改进，并结合直线边缘增强算法，使之更适合于低对比度图像中直线边缘的检测。
在获取目标边缘后，利用Hough变换提取直线边缘。通过分析目标直线边缘特征，基于树分类法的原理，设计了满足实际工程要求的目标识别算法。基于Snake主动轮廓模型的原理，设计直线Snake模型，对识别出的目标直线边缘进行修正，然后计算获取目标的高精度姿态参数。
为了进一步提高目标姿态提取算法的稳定性、自动化程度和精度。设计了一种新的能量泛函对几何主动轮廓模型(GAC)进行改进，并基于其设计新的目标标姿态提取算法，实验结果表明算法的性能十分优异。