[發(fā)明專利]一種組合視場(chǎng)導(dǎo)航敏感器地心方向提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510041030.1
• 申請(qǐng)日: 2015-01-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104567879B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏春嶺;王立;熊凱;毛曉艷;龔德鑄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.一種組合視場(chǎng)導(dǎo)航敏感器地心方向提取方法，其特征在于步驟如下：

第一步，對(duì)組合視場(chǎng)導(dǎo)航敏感器拍攝的地球圖像進(jìn)行自動(dòng)閾值計(jì)算，通過(guò)閾值將圖像分割為二值圖像；通過(guò)區(qū)域搜索的方法確定二值圖像中地球的邊緣；對(duì)邊緣點(diǎn)進(jìn)行圓中心的擬合，求得地心像素坐標(biāo)；

第二步，在組合視場(chǎng)導(dǎo)航敏感器拍攝的星點(diǎn)圖像中確定采樣點(diǎn)集，根據(jù)采樣點(diǎn)集的灰度確定星點(diǎn)灰度閾值，并按照此閾值進(jìn)行星點(diǎn)提取，計(jì)算星點(diǎn)像素坐標(biāo)，并進(jìn)行恒星識(shí)別，最終得到識(shí)別出的恒星像素坐標(biāo)和恒星慣性空間指向信息；

第三步，利用以上兩步計(jì)算出的地心像素坐標(biāo)和恒星像素坐標(biāo)，計(jì)算在敏感器坐標(biāo)系下的地心方向矢量與恒星方向矢量，再根據(jù)得到的恒星慣性空間指向信息，采用最小二乘算法計(jì)算出慣性系中的地心方向矢量；

所述的第三步具體實(shí)現(xiàn)為：

(1)根據(jù)第一步和第二步的計(jì)算結(jié)果計(jì)算地球中心和恒星在敏感器坐標(biāo)系下的方向矢量；假設(shè)像素坐標(biāo)為(u,v)，采用以下公式計(jì)算方向矢量：

其中dx,dy表示像元的橫向和縱向尺寸，f表示組合視場(chǎng)導(dǎo)航敏感器的焦距，均為已知量；

即將通過(guò)恒星識(shí)別得到的n顆恒星的恒星像素坐標(biāo)分別代入上述公式得到n個(gè)恒星方向矢量S₁,S₂…S_n；將地心像素坐標(biāo)代入上述公式得到地心方向矢量E；

(2)采用最小二乘法計(jì)算地心在慣性系下的指向：

其中，S_I1,S_I2…S_In為恒星慣性空間指向信息；E_I為慣性系下地心方向矢量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合視場(chǎng)導(dǎo)航敏感器地心方向提取方法，其特征在于：所述第一步中計(jì)算的過(guò)程為：

(1)采用典型自動(dòng)閾值計(jì)算方法得到閾值，通過(guò)閾值對(duì)圖像進(jìn)行二值分割，大于閾值的像素標(biāo)稱值賦為1，小于閾值的像素標(biāo)稱值賦為0；所述的典型自動(dòng)閾值計(jì)算方法為按照公式計(jì)算最大值，將J(t)最大時(shí)對(duì)應(yīng)的t值記為閾值D_th；其中，P(i)為每個(gè)灰度的像素個(gè)數(shù)占整個(gè)圖像總像素的比值，t＝0～255；

(2)采用區(qū)域搜索法得到二值圖像中的邊緣；

假設(shè)輸入的二值圖像為f(x,y),x＝1,2,...,M,y＝1,2,...,N，圖像的大小為M×N，取一個(gè)窗口m_p×n_p，3≤m_p<M/2，3≤n_p<N/2，在圖像f(x,y)上遍歷，若當(dāng)前窗口內(nèi)為1的像素個(gè)數(shù)大于m_p×n_p/2，則認(rèn)為該窗口中按照橫向方向發(fā)生0-1或者1-0跳變的點(diǎn)是邊緣點(diǎn)；

(3)對(duì)步驟(2)確定的邊緣點(diǎn)進(jìn)行圓中心的擬合，得到地球的地心像素坐標(biāo)。