[發(fā)明專利]一種快速寬灰度星斑灰度分配方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011521232.3
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112528513A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓健;周莉莉;唐成;楊玉鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 北京機電工程研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/16
• 代理公司: 北京天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 馬東偉

本發(fā)明涉及一種快速寬灰度星斑灰度分配方法及裝置，屬于半實物仿真技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有的方法無法實現(xiàn)符合點光源特性、高對比度星等的星斑灰度分配的問題。方法包括：基于星斑分布和星斑灰度獲得星斑灰度分布，并對星斑灰度分布進行離散化得到第一星斑灰度矩陣；執(zhí)行下述循環(huán)過程，直至溢出像元個數(shù)為零時，對應(yīng)得到第二星斑灰度矩陣，所述循環(huán)過程包括：基于第一星斑灰度矩陣得到溢出矩陣和溢出像元個數(shù)，并基于溢出矩陣和溢出像元個數(shù)得到溢出像元總灰度；基于溢出像元總灰度計算得到補償灰度矩陣，并將補償灰度矩陣疊加至第一星斑灰度矩陣，得到第三星斑灰度矩陣。實現(xiàn)了任意灰度、任意截斷大小的星斑灰度分配。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半實物仿真技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種快速寬灰度星斑灰度分配方法及裝置。

背景技術(shù)

在天文導(dǎo)航測量中，星斑的觀測質(zhì)量一直是影響導(dǎo)航精度的重要因素之一。星斑的觀測量中包含星斑的質(zhì)心位置、星斑的絕對星等以及星斑的單星張角等重要信息，這些信息共同的決定了星圖識別匹配的成功率和星點位置計算的準(zhǔn)確率，繼而決定了導(dǎo)航的精度。

星敏感器逐步提高探測能力，提升星等的觀測寬度，從而提高自身的定姿準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和連續(xù)性。為了適應(yīng)星敏感器的能力提升，為星敏感器模擬觀測提供更具真實性的模擬觀測條件，星模擬器的寬星等模擬能力也成為了其能力提升中的重要一環(huán)。對應(yīng)星光的恒星星等，星模擬器通過改變像平面像元的灰度完成相應(yīng)星光星等的表現(xiàn)。星斑模擬成像設(shè)備無論是液晶顯示器(LCD)、液晶光閥(TFT_LCD)、數(shù)字光處理器(DLP)還是硅基液晶(Lcos)，均受到分辨率和對比度兩個主要參數(shù)的制約，其中分辨率代表著位置精度、而對比度即是灰度表現(xiàn)力的體現(xiàn)。

目前的成像設(shè)備基本采用8位灰度模式進行成像，其灰度模擬范圍為256，單像元僅能夠?qū)崿F(xiàn)6個相對星等的模擬，多像元模擬則存在以下兩個問題，一是在點光源特性分配下不具備寬灰度分配能力，二是在寬灰度模擬時采用均勻分配，未考慮星斑的點光源特性，同時星敏感器在進行星點提取的過程中會對星斑的大小進行截斷，并不是所有星斑占據(jù)的像元都會成為星敏感器的計算來源，因此亟需提出一種快速寬灰度星斑灰度分配方法。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述的分析，本發(fā)明實施例旨在提供一種快速寬灰度星斑灰度分配方法及裝置，用以解決現(xiàn)有的方法無法實現(xiàn)符合點光源特性、高對比度星等的星斑灰度分配的問題。

一方面，本發(fā)明實施例提供了一種快速寬灰度星斑灰度分配方法，包括下述步驟：

基于星斑分布和星斑灰度獲得星斑灰度分布，并對所述星斑灰度分布進行離散化得到第一星斑灰度矩陣；

執(zhí)行下述循環(huán)過程，直至溢出像元個數(shù)為零時，對應(yīng)得到第二星斑灰度矩陣，所述循環(huán)過程包括：

基于所述第一星斑灰度矩陣得到溢出矩陣和溢出像元個數(shù)，并基于所述溢出矩陣和溢出像元個數(shù)得到溢出像元總灰度；基于所述溢出像元總灰度計算得到補償灰度矩陣，并將所述補償灰度矩陣疊加至第一星斑灰度矩陣，得到第三星斑灰度矩陣。

進一步，所述星斑灰度分布計算公式為：

上式中，f(A,r,δ)表示星斑灰度分布，A表示星斑灰度，r表示分布位置，δ表示分布協(xié)方差，f(r,δ)表示r處分布的灰度。

進一步，所述第一星斑灰度矩陣計算公式為：

上式中，表示第一星斑灰度矩陣，表示星斑灰度分布f(A,r,δ)對應(yīng)的離散值，round()表示取整函數(shù)，p表示星斑截斷像元寬度，且滿足p²·2⁸＞A。

進一步，所述溢出矩陣計算公式為：

上式中，為溢出矩陣；