[發(fā)明專利]一種采用行列聚類并行的星像坐標(biāo)提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011085792.9
• 申請(qǐng)日: 2020-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN112348053B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇暢;周建濤;張激揚(yáng);王立;李全良;梁瀟;陳建武;趙媛;龐少龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號(hào): G06F18/23
• 分類號(hào): G06F18/23;G01C21/02
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 任林沖

1.一種采用行列聚類并行的星像坐標(biāo)提取方法，其特征在于：包括行聚類處理、列聚類處理及質(zhì)心坐標(biāo)的確定；

行聚類處理：

S11、完成星點(diǎn)行塊中首個(gè)像素的確定：從探測(cè)器讀取像素點(diǎn)的灰度值，將該值與濾波后的背景閾值相比較，若小于背景閾值，則將該像素點(diǎn)視為背景，不作處理，等待讀取下一個(gè)像素點(diǎn)的灰度值；若大于背景閾值，表明其是星像點(diǎn)，且為星點(diǎn)行塊中的首個(gè)像素，記錄該像素的灰度I、像素點(diǎn)的列位置X作為該行塊的列起始位置COL_START、行塊所在行位置及灰度與列位置的乘積XI，并將行塊長(zhǎng)度賦值為1轉(zhuǎn)到S12；

S12、完成行塊中信息的更新：繼續(xù)判斷下一像素點(diǎn)灰度值是否大于背景閾值，若大于背景閾值，表明該像素點(diǎn)與前一像素點(diǎn)屬于同一星像，將當(dāng)前像素的灰度I、灰度與列位置的乘積XI累加到前一像素的相應(yīng)寄存器中，并將行塊長(zhǎng)度加1，保持在S12；若小于背景閾值，表明該像素點(diǎn)不在其前一像素所屬的星像中，則上一行塊行聚類結(jié)束，轉(zhuǎn)到S13；

S13、完成行聚類結(jié)束的行塊信息的傳遞：將行聚類結(jié)束的行塊信息灰度和ΣI、灰度與列位置的乘積和ΣXI、灰度與行位置的乘積和ΣYI、行塊起始列位置COL_START、行塊長(zhǎng)度以及行塊所在行位置信息傳遞給列聚類處理，同時(shí)回到S11，繼續(xù)對(duì)后面滿足要求的像素點(diǎn)進(jìn)行行聚類處理；

列聚類處理：

基于已知行塊的灰度和ΣI、灰度與列位置的乘積和ΣXI、灰度與行位置的乘積和ΣYI、行塊起始列位置、行塊長(zhǎng)度以及行塊所在行位置，作為判斷兩個(gè)行塊是否關(guān)聯(lián)和列聚類是否結(jié)束的標(biāo)志，進(jìn)而對(duì)行聚類處理后得到的行塊進(jìn)行列聚；

質(zhì)心坐標(biāo)的確定：

基于組成星點(diǎn)各像素的灰度和ΣΣI、灰度與列位置的乘積和ΣΣxI、灰度與行位置的乘積和ΣΣyI，根據(jù)重心法即可得到該星像的質(zhì)心位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用行列聚類并行的星像坐標(biāo)提取方法，其特征在于：重心法表述如下，

其中

式中I(x,y)為像素點(diǎn)灰度值，T為星圖背景閾值，m和n表征恒星星像的彌散斑大小。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用行列聚類并行的星像坐標(biāo)提取方法，其特征在于：在一幀圖像讀出完畢時(shí)，依次實(shí)時(shí)的得到該幀星圖中所有星像的質(zhì)心坐標(biāo)，將得到的全部星點(diǎn)坐標(biāo)傳遞給星圖識(shí)別與姿態(tài)解算模塊，進(jìn)而輸出星敏感器光軸在慣性空間的指向。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用行列聚類并行的星像坐標(biāo)提取方法，其特征在于：列聚類處理過程中，設(shè)行塊1的行位置為ROW1，列起始位置為COL_START1，行塊長(zhǎng)度為ROW_LENGTH1；行塊2的行位置為ROW2，列起始位置為COL_START2，行塊長(zhǎng)度為ROW_LENGTH2，且行塊1優(yōu)先于行塊2被探測(cè)到。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用行列聚類并行的星像坐標(biāo)提取方法，其特征在于：若ROW1＝ROW2，則表明兩個(gè)行塊位于同一行，且無交集，是兩個(gè)獨(dú)立的行塊，此時(shí)將行塊信息按照先后順序存入存儲(chǔ)器FIFO中，等待與其他行塊進(jìn)行列聚類。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用行列聚類并行的星像坐標(biāo)提取方法，其特征在于：若ROW1＝ROW2-1且COL_START2+ROW_LENGTH2COL_START1，則表明行塊2在行塊1的下一行，位于行塊1的左側(cè)且與之無交集，是兩個(gè)獨(dú)立的行塊，此時(shí)將行塊信息按照先后順序存入存儲(chǔ)器FIFO中，等待與其他行塊進(jìn)行列聚類。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用行列聚類并行的星像坐標(biāo)提取方法，其特征在于：若ROW1＝ROW2-1且COL_START2+ROW_LENGTH2COL_START1且COL_START2COL_START1+ROW_LENGTH1，則表明行塊2在行塊1的下一行，且與行塊1存在交集，屬于同一星像，將兩個(gè)行塊信息的灰度和ΣI、灰度與列位置的乘積和ΣXI、灰度與行位置的乘積和ΣYI進(jìn)行合并，得到ΣΣI、ΣΣXI、ΣΣYI，并對(duì)行塊的行位置、列起始位置及行塊長(zhǎng)度信息更新后記錄為新的行塊并存入存儲(chǔ)器FIFO，等待與其他行塊進(jìn)行列聚類。