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[發(fā)明專利]一種序列聚焦觀測模式下恒星像點位置提取方法有效

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 201610298889.5 申請日: 2016-05-06
公開(公告)號: CN106023148B 公開(公告)日: 2018-01-12
發(fā)明(設(shè)計)人: 張浩鵬;姜志國;蔡博文;謝鳳英;趙丹培;史振威;尹繼豪;羅曉燕 申請(專利權(quán))人: 北京航空航天大學
主分類號: G06T7/66 分類號: G06T7/66;G06T7/20;G06T5/00
代理公司: 北京慕達星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙)11465 代理人: 陳芳
地址: 100191*** 國省代碼: 北京;11
權(quán)利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 序列 聚焦 觀測 模式 恒星 位置 提取 方法
【說明書】:

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種在聚焦觀測模式下基于序列圖像的恒星像點位置提取方法。

背景技術(shù)

恒星像點位置提取精度直接決定了星敏感器姿態(tài)測量精度的極限,因此高精度恒星質(zhì)心定位技術(shù)在星敏感器技術(shù)發(fā)展歷程中占據(jù)了重要位置。隨著平面陣列探測器的發(fā)展,網(wǎng)格圖像定位技術(shù)已成為恒星位置探測與跟蹤的基本技術(shù),而亞像元內(nèi)插定位是最普遍的恒星質(zhì)心定位方法,通過將恒星像點圖像在探測器上進行彌散,使得像點擴散到探測器上的多個像元,利用不同像元的灰度分布,對星像進行內(nèi)插細分,可使恒星質(zhì)心定位精度突破平面陣列探測器像元的尺度。因而目前為提高星敏感器的測量精度,常采用內(nèi)插細分算法使得星點的質(zhì)心定位精度達到亞像元或更高。

然而內(nèi)插細分法要求恒星像點必須彌散在探測器的多個像元上才能保證恒星質(zhì)心定位的精度,在聚焦觀測模式下恒星像點通常在探測器上彌散度較小,主要能量往往集中在平面陣列探測器上的一個像元內(nèi),這將嚴重影響內(nèi)插細分法的定位精度,若再考慮到光電采樣噪聲的作用,極可能導致內(nèi)插細分法失效;同時內(nèi)插細分算法主要針對單幀觀測圖像中的恒星像點進行定位,而在序列觀測模式下,并沒有充分利用相鄰幀間的恒星運動信息。

發(fā)明內(nèi)容

(1)發(fā)明目的:有鑒于此,本發(fā)明期望提供一種序列聚焦觀測模式下恒星像點位置提取方法,至少能解決現(xiàn)有聚焦觀測導致恒星質(zhì)心提取精度下降等技術(shù)問題。

(2)技術(shù)方案:本發(fā)明提供了一種序列聚焦觀測模式下恒星像點位置提取方法,應用于地球同步軌道拍攝的恒星觀測圖像,所述方法包括:

步驟一:通過對所述恒星觀測圖像的去噪處理得到去噪圖像;

步驟二:通過對所述去噪圖像的星點檢測得到恒星像點的所在區(qū)域;

步驟三:根據(jù)所述恒星像點的所在區(qū)域分別按照觀測時間對所述去噪圖像行、列進行能量積分得到恒星像點能量積分曲線;

步驟四:通過所述恒星像點能量積分曲線得到曲線峰值點;

步驟五:根據(jù)所述曲線峰值點得到恒星像點運動軌跡;

步驟六:根據(jù)所述恒星像點運動軌跡得到恒星像點位置。

其中,步驟一中所述的“通過對所述恒星觀測圖像的去噪處理得到去噪圖像”包括:

構(gòu)造具有低通濾波效果的高斯平滑濾波器;

利用構(gòu)造好的高斯平滑模板對所述恒星觀測圖像進行高斯濾波,得到平滑后的去噪圖像;

步驟二中所述的“通過對所述去噪圖像的星點檢測得到恒星像點的所在區(qū)域”包括:

統(tǒng)計所述去噪圖像中的亮度分布;

從所述去噪圖像的亮度分布中計算整幅圖像的亮度均值和標準差;

通過所述去噪圖像對應的亮度均值和標準差計算所述去噪圖像的自適應閾值;

將所述自適應閾值作為分割依據(jù)對所述去噪圖像進行分割,保留亮度值高于所述閾值的區(qū)域。

步驟三中所述的“根據(jù)所述恒星像點的所在區(qū)域分別按照觀測時間對所述恒星觀測圖像行、列進行能量積分得到恒星像點能量積分曲線”包括:

按照觀測時間依次對所述恒星像點的所在區(qū)域中的所述恒星觀測圖像各行能量積分得到行方向能量積分曲線;

按照觀測時間依次對所述恒星像點的所在區(qū)域中的所述恒星觀測圖像各列能量積分得到列方向能量積分曲線。

步驟四中所述的“通過所述恒星像點能量積分曲線得到曲線峰值點”包括:

對各行、列所述恒星像點能量積分曲線進行非線性最小二乘擬合得到星點區(qū)域中各行、列積分曲線的參數(shù)方程表示;

通過所述各行、列積分曲線的參數(shù)方程得到各行、列曲線峰值點。

步驟五中所述的“根據(jù)所述曲線峰值點得到恒星像點運動軌跡”包括:

根據(jù)各行、列所述曲線峰值點得到恒星經(jīng)過各行、列中心位置的時刻;

將恒星經(jīng)過各行、列中心位置的坐標與對應時刻進行組合,分別構(gòu)造關(guān)于恒星觀測時刻的行、列位置樣本點集;

通過對恒星觀測時刻的行、列位置樣本點集進行線性最小二乘擬合得到恒星像點運動軌跡。

步驟六中所述的“根據(jù)所述恒星像點運動軌跡得到恒星像點位置”的計算過程包括:

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