补偿普遍存在的尺度、视角、旋转等非线性变换阻碍与影响,精确和有效的识别标准工件或者典型外接装配设备,是完成整个卫星装配任务的基础与保障,也是卫星地面安装过程的难点问题之一。局部特征能够对较复杂非线性变换影响保持鲁棒和不变特性的同时,精确表达并描绘图像邻域突出与显著信息;二进制描述可以依据异或及位数的运算与操作度量方式,改善并增强识别效率。值得期待相关描述与识别技术辅助机器人系统顺利实现安装工作。本文在国家863计划、国家自然科学基金支持下,依据传统特征描述步骤与目标识别过程的阶段性成果,依次从标量量化索引、采样映射模型和空间投影变换等角度出发,逐步开展整体识别方法及其描述匹配方式理论技术研究;通过仿真实物实验详细分析和比较区分能力、独特属性与实时特性,检验目标识别方法的精准度及有效与合理性;旨在满足标准工件或外接装配设备精确与有效识别的双重需求。论文主要创新性工作及研究成果如下:1)考虑SIFT具有运算复杂度高执行时间长的缺点,提出了基于标量量化与倒排索引策略的SQIF识别方法。基于SIFT检测与描述基础理论;选取中值阈值变换浮点类型初始数据为等量二进制类型描述信息,改善并增强了点对匹配效率;通过简化的倒排列表储存具备更高相似性的元素,降低并压缩了点对组合时间;同时采用预设的掩模向量遮挡逼近中值的元素,弥补了外部非线性变换的阻碍与影响;通过比例匹配准则和随机采样原则,识别卫星装配所需的标准工件目标。实验从标准工件目标识别情况、平均正确率的均值数据以及识别方法运算复杂与繁琐性等角度考虑,比较了区分与实时性;确保和SIFT具备近似精准度的情况下,检验了SQIF的有效性。2)鉴于FREAK容易发生错误匹配与无效识别的不足,提出了结合改进型视网膜关键点描述的ImFREAK识别方法。在探讨视觉细胞功能结构属性与计算机视觉模型对应关系,分析原视网膜描述理论局限性的基础上;排序与分割灰度信息和梯度方向数据,使得更为丰富的描述属性能够存在于特征向量里;设计采样映射模型与点对组合方式,获取了更多目标角点及边缘轮廓特征,改善并增强了描述向量的区分能力与独特属性。启发于最近邻匹配准则和K-D树搜索策略,查询初始特征点;依据随机采样原则与匹配正确率,识别卫星装配所需的标准工件目标。实验从区域分割和映射模型参数、特征点对的匹配正确率、标准工件目标识别情况以及识别方法运算复杂与繁琐性等角度考虑,对比了区分与实时性;确保和FREAK具备近似运算效率的情况下,验证了ImFREAK的准确度。3)针对浮点类型与二进制类型的描述识别理论通常存在实时或者区分性能缺陷,提出了基于最优投影变换特征点描述的OPTI识别方法。启发于投影变换不变性思想;依据正交化规则与QR分解原理,求解了理想的投影变量;通过固定的更加密集的间隔采样步骤,选取了和标签信息含有更高契合度的阈值参数;改善并增强了识别方法的精准度;将空间投影变量与像素灰度数据做内积运算建立描述向量,确保并稳固了识别方法的运行效率,采用比例匹配准则与优先选择策略,查询了候选匹配点;依据随机采样原则和匹配正确率,识别了卫星装配所需的外接安装设备。实验从空间投影变量参数评估、接受者操作特性拟合数据、外接装配设备目标识别情况、识别方法运算复杂与繁琐性等角度考虑,比较了区分与实时性。4)考虑描述步骤在整个识别过程中的核心地位,探索了多尺度矩形区域优化选择的描述方式。基于多尺度空间基础理论;通过局部邻域划分以及高斯数据平滑,改进并完善了尺度鲁棒与不变性能;依据紧凑的尺寸因素、行列数目和重叠范围等约束与限制条件,获取并储存了候选矩形区域参数信息;求解得分与阈值,选择具备较低相关度含有更强区分力的矩形区域,生成了描述数据。实验检验了描述方式的区分能力和实时特性。5)鉴于匹配策略是整个识别过程的关键步骤,探索了多级量化差值参数数据嵌入的快速匹配方式。结合ORB检测与描述基础理论,利用相似性判定与评价准则和预先设计的查询矩阵,改进并完善了中心与邻域特征匹配效率;对符合限制与约束条件的中心特征,获取方向属性、空间尺度和坐标位置等量化差值处理后的变换数据,充分利用邻域与中心坐标点,邻域坐标点对之间的关系;根据满足量化差值限制和相似性约束的特征数量判定了匹配等级,选取了具有更高可信度的描述信息。实验检验了匹配策略的区分能力及实时特性。