基于B1000的星敏感器星圖預處理及識別算法.pdf

1、目前，星敏感器越來越廣泛地應用于航天器姿態(tài)確定，APS星敏感器的研究已經(jīng)成為航天器姿態(tài)控制領域的研究熱點，使用CMOS星敏傳感器實際采集到的星圖，經(jīng)過預處理，星圖識別和姿態(tài)計算確定，能夠得到星敏感器的瞬間實時姿態(tài)，再根據(jù)坐標轉(zhuǎn)換得到飛行載體的姿態(tài)位置。
　　星圖識別的前提是需要精確的恒星位置，而星敏感器實際拍攝采集到的星圖，除目標恒星星點產(chǎn)生的光學信號之外，還有各種噪聲信號。為了得到星點位置和灰度的精確信息，必須對星敏感器采集到的

2、圖像數(shù)據(jù)進行預處理操作，從而提高質(zhì)心定位精度，并提升最后星敏感器輸出姿態(tài)的精度。本文設計實現(xiàn)了基于國產(chǎn)圖像芯片B1000的星敏感器星圖預處理及識別算法，在分析現(xiàn)有技術(shù)基礎上，結(jié)合項目需求，設計了星圖降噪預處理方法和星圖自動識別的匹配方法。
　　通過對拍攝的星空圖片進行噪聲分析，對條紋非均勻性噪聲采用橫豎條紋濾波HVSF算法進行星圖濾波處理，結(jié)合自適應閾值分割、單點噪聲排除、壞元處理和背景固定噪聲點處理，最后采用帶閾值的質(zhì)心法得到精

3、度較高的質(zhì)心位置。
　　采用自動識別方法進行星圖識別：星敏感器在實際運行時，只在第一幀或失去姿態(tài)時采用全天識別進行星圖匹配識別，其余時間采取局部天區(qū)識別算法進行匹配，匹配失敗再調(diào)用全天匹配算法，自動切換，兼顧匹配成功率和姿態(tài)精度。
　　此外，為了驗證算法效果，加大實驗數(shù)據(jù)，進行了星圖模擬生成數(shù)字圖像的實現(xiàn)，在傳統(tǒng)星圖模擬的基礎上，通過分析輻射照度與灰度值的對應關(guān)系，結(jié)合非對稱的二維高斯點擴散函數(shù)，更加真實地模擬出星圖圖片。<