Foi proposto um método adaptativo de extração do centroide do ponto de luz que mescla a predição do movimento entre quadros e a detecção aprimorada de bordas subpixel para solucionar a diminuição da precisão na extração de características e a insuficiência de tempo real em medições dinâmicas de grande escala dos pontos característicos do alvo cooperativo. Com base na característica de coerência do movimento na medição do alvo cooperativo, foi construído um modelo de parâmetros de características da região de interesse dinâmica (Region of Interest, ROI), para localizar rapidamente o ROI por meio da predição de movimento entre quadros, combinando uma estratégia otimizada de limiar do método de Otsu para realizar a detecção adaptativa de bordas Canny, aumentando a eficiência computacional e resolvendo eficazmente o problema de redução de ruído em diferentes distâncias de medição. Em seguida, foi aprimorado o algoritmo de localização de pontos de borda combinando o operador Sobel multidirecional com os momentos de Zernike melhorados pelo gradiente de intensidade, e com base na iteração de Gauss-Newton aprimorada e ajuste robusto de mínimos quadrados para círculos, foi realizada o cálculo das coordenadas do centroide. Os resultados experimentais demonstram: em testes simulados, o erro de localização do centroide varia de 0.001 a 0.025 pixels sob diferentes níveis de ruído; em testes práticos, o algoritmo de predição do ROI pode atender às exigências de cenários de medição com aceleração inferior a 8,75 m/s²; o erro de repetibilidade na localização do ponto de luz em distâncias de 10 a 30 m mantém-se estável entre 0.016 e 0.040 pixels, superando os métodos tradicionais; a velocidade de extração do ponto de luz aumentou cerca de 75,5%, aumentando significativamente a capacidade de processamento em tempo real do sistema. Este estudo pode fornecer suporte técnico eficaz para aplicações de medição com alvo cooperativo.

Detecção de alvos cooperativos; extração adaptativa do centroide de ponto de luz; predição do movimento entre quadros; operador Sobel-Zernike melhorado