[發明專利]一種用于星敏感器的串行并行組合式視場選通成像方法

有效

• 申請號: 202110935573.3
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113670299B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 張廣軍;江潔;魏新國;陳誠;馬巖
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01C21/02
• 分類號: G01C21/02
• 代理公司: 北京竹辰知識產權代理事務所(普通合伙) 11706
• 代理人: 陳龍

1.一種用于星敏感器的串行并行組合式視場選通成像方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S100，進行全場串行選通成像和全場星圖識別；包括：步驟S110，依次打開微開關，在二次像面上對打開的微開關內的一次像面視場成像；步驟S120，建立恒星圖像在星敏感器坐標系中的成像位置關系，當打開的微開關處有恒星圖像時，提取恒星圖像在二次像面上的質心坐標位置；步驟S130，根據所述恒星圖像在二次像面上的質心坐標計算該恒星在一次像面上的坐標；步驟S140，確定星光矢量與一次成像面坐標系之間的一一對應的坐標對應關系，多次打開微開關，對多顆恒星進行串行選通成像，在虛擬靶面上實現多顆恒星的準實時成像；步驟S150，對所述的多顆恒星的準實時圖像進行星圖識別，若識別成功，得到初始姿態信息的粗測，轉入步驟S200；若識別不成功，轉入半場串行成像，對得到的半場星圖進行星圖識別，識別成功轉入步驟S200；若仍識別不成功，則系統優化綜合參數，直至成功實現星圖識別，并轉入步驟S200；

步驟S200，選擇視場，進行并行選通成像，并進行全場姿態計算，實現姿態信息的精測；在并行選通成像，同時打開微開關之前，對視場進行選擇，選擇互異模式的視場，打開其對應的微開關進行并行成像；

步驟S300，進行并行選通成像跟蹤；包括：步驟S310，在步驟S200得到的精確的瞬態姿態情況下，通過卡爾曼濾波預測星敏感器新的姿態信息；步驟S320，根據預測的所述新的姿態信息計算當前預測星圖，將星圖映射到選通星敏感器的一次像面上；步驟S330，同時打開一次像面有星點的微開關，對這些恒星同時成像；

設置跟蹤窗口，在前一時刻恒星星點位置附近通過跟蹤窗口進行星點位置的匹配跟蹤，實現當前時刻星點位置的提取；

若出現如同一個跟蹤窗口內有多個星點的情況，將前一時刻和當前時刻星點進行隨機組合匹配，由于存在錯誤的組合，通過前一時刻的姿態信息對多組組合匹配進行篩選，最終實現準確星點位置信息的提取。

2.根據權利要求1所述的一種用于星敏感器的串行并行組合式視場選通成像方法，其特征在于，步驟S200中，在粗測的初始姿態的情況下，同時打開一次像面上有星點的微開關，使其在二次像面上同時成像，根據步驟S100確定星光矢量與一次成像面坐標系之間的一一對應的坐標對應關系，復原出星圖，并進行全場姿態計算，實現瞬態姿態的精測；

經微透鏡和后端成像物鏡放大成像后，星敏感器探測器坐標系上某顆恒星像坐標為：

。

3.根據權利要求1所述的用于星敏感器的串行并行組合式視場選通成像方法，其特征在于，步驟S120中，所述恒星圖像在二次像面上的質心坐標位置如下：

(1)

（x_s2，y_s2）是恒星在二次像面上的質心坐標，是星點連通域內像素的橫縱坐標,是像素的灰度。