为了验证ROI检测提速方法的有效性，模拟生成目标的成像轨迹，并采用前述方法对目标轨迹进行识别、特征提取、匹配。相机基本参数如表4-1所示，初始时刻目标相对于航天器在相机坐标系下的运动状态及目标半径r如表4-2所示，航天器运行在地球同步圆轨道上。

表4-1　相机基本参数

表4-2　目标相对运动初始状态

根据相机基本参数与目标相对运动初始状态，模拟生成目标图像。模拟生成的第一帧图像如图4-17所示。采用4.5.2节的方法，求解得到第一帧图像中目标轨迹的几何特征如表4-3所示。

图4-17　模拟生成的目标图像

表4-3　第一帧图像目标轨迹几何特征计算结果

在表4-1、表4-2所示的仿真条件下，仿真5次，仿真计算机配置信息如表4-4所示，仿真时间如表4-5所示。根据前两帧预测的第三帧图像中ROI区域如图4-18所示。目标1的ROI区域如图4-18（a）所示，分辨率为42×31，左上角坐标为（417，102）；目标2的ROI区域如图4-18（b）所示，分辨率为47×29，左上角坐标为（364，449）；目标3的ROI区域如图4-18（c）所示，分辨率为30×23，左上角坐标为（1 918，561）；目标4的ROI区域如图4-18（d）所示，分辨率为23×32，左上角坐标为（807，1 425）。相比于对整个分辨率为2 048×2 048的图像进行处理，经ROI区域预测后，图像处理的计算量大幅下降。(www.daowen.com)

表4-4　仿真计算机基本配置信息

表4-5　仿真时间统计

续表

图4-18　ROI区域预测

（a）目标1；（b）目标2；（c）目标3；（d）目标4

仿真时间包含模拟图像的文件读取以及目标检测定位的全过程。对于帧率为40、分辨率为2 048×2 048的图像，该方法能达到实时处理的要求。仿真结果表明，对于表4-1所示参数的相机，时间消耗较多的为前两帧图像，其原因主要是前两帧图像需要进行全局检测。检测第一帧图像的时间稍长于第二帧图像，其原因主要是程序在读取第一帧图像时申请内存空间耗时较多。1 s采集到的图像处理时间不到0.4 s，平均处理一帧图像时间约为9 ms，每秒能处理约100帧图像，图像处理速度快，匹配准确，总体效果较好。