基于多视场星敏感器的三角形星图识别方法

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1、计算机测量与控制．２０１４．２２（１）算法、设计与应用ＣｏｍｐｕｔｅｒＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆Ｃｏｎｔｒｏｌ·２２５·文章编号：１６７１－４５９８（２０１４）０１－０２２５－０４中图分类号：Ｖ４４８．２２文献标识码：Ａ基于多视场星敏感器的三角形星图识别方法熊雪，王庆（西北工业大学计算机学院，西安７１００７２）摘要：为解决现有基于单星敏感器的星图识别中由于成像视角小，星图恒星数量不足而造成的星图识别率偏低的问题，提高星图识别的准确度和精确度，提出了一种基于多视

2、场星敏感器的改进三角形星图识别方法；该方法通过将相同位置相同时间不同姿态角获得的多幅星图基于星图自身径向特征拼接成一幅多视角、不失真的星图，利用拼接后的星图进行星图识别，同时采用分块方式存储星对角距以及利用哈希查找提高星图识别效率；实验随机识别５００幅星图，仿真结果表明，与传统的单视场星图匹配算法相比，该方法具有更高的星图识别率和匹配精度，当星图恒星数量达到３０以上时，平均识别率能基本达到９７％，且识别速度提高了１１倍左右。关键词：多视场星敏感器；星图识别；星图拼接；三角形算法；哈希查找ＡｎＩｍｐｒｏｖｅｄＴｒｉａｎｇｌｅＳｔａｒＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎＭｅ

3、ｔｈｏｄＢａｓｅｄｏｎＭｕｌｔｉ－ＦＯＶＳｔａｒＳｅｎｓｏｒＸｉｏｎｇＸｕｅ，ＷａｎｇＱｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎ７１００７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｌｏｗｓｔａｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｓｔａｒｐａｔｔｅｒｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｏｎｅ－ＦＯＶｓｔａｒｓｅｎｓｏｒｄｕｅｔｏｔｈｅｓｍａｌｌｉｍａｇｉｎｇｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ，ｔｈｅｉ

4、ｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｎｕｍｂｅｒｏｆｓｔａｒｓ，ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｓｔａｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｉｍ－ｐｒｏｖｅｄｔｒｉａｎｇｌｅｓｔａｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｍｕｌｔｉ－ＦＯＶｓｔａｒｓｅｎｓｏｒｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｎｏｖｅｌｍｅｔｈｏｄｓｔｉｔｃｈｅｓｔｈｅｐｉｅｃｅｓｏｆｓｔａｒｍａｐｓｏｂｔａｉｎｅｄｉｎｔｈｅｓａｍｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｔｉｍｅｂｕｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｔｔｉｔｕｄｅａｎｇｌｅｉｎｔｏａｐｉｅｃｅｏｆｓｔａｒｍａｐｗｈｉｃｈｉｓｍｕｌｔ

5、ｉ－ＦＯＶａｎｄｕｎｄｉｓｔｏｒｔｅｄ，ａｎｄｍａｋｅｕｓｅｏｆｔｈｅｓｔａｒｍａｐｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｓｔａｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｔｉｍｅ，ｔｈｅａｎｇｕｌａｒｏｆｓｔａｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｂｌｏｃｋｓｔｏｒａｇｅａｎｄＨａｓｈｓｅａｒｃｈａｒｅｕｓｅｄｔｏｆｉｎｉｓｈｔｈｅｓｔａｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．５００ｓｔａｒｍａｐｓａｒｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｒａｎｄｏｍｌｙａｎｄｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉ

6、ｔｉｏｎａｌｏｎｅ－ＦＯＶｓｔａｒｍａｐ，ｔｈｅｎｏｖｅｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｈａｓａｈｉｇｈｅｒｒａｔｅｏｆｓｔａｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｅｒｍａｔｃｈｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙ，ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｃａｎｒｅａｃｈ９７％ｗｈｅｎｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｓｔａｒｓａｒｅｍｏｒｅｔｈａｎ３０ａｎｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｉｍｅａｌｓｏｉｍｐｒｏｖｅ１１ｔｉｍｅｓｆａｓｔｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ－ＦＯＶｓｔａｒｓｅｎｓｏｒ；ｓｔａｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｓｔａｒｓｔｉｔｃｈｉｎｇ；ｔｒｉａｎｇ

7、ｌｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｈａｓｈｓｅａｒｃｈ０引言器提供精确、实时的定姿。而多视场星敏感器则可提高姿态测量精度、且具有可靠性、多个视场可同步或异步工作、配置灵基于星敏感器的天文导航系统是一种高精度飞行器自主导活、工作方式多样化的优点。航系统，它完全不依靠供保障。星敏感器是天文导航系统的关［４］、匹配组当前的星图识别算法中，较典型的是网格算法键部件，主要完成星图获取、恒星检测、星图识别等过程。星［５］、三角形算法［６－７］。网格算法是模式匹配策略的一种，算法图识别的结果直接影响飞行器卫星等其他辅助手段，具有高精因此该算法具有星图识别率高，计算效率高，所需内存少的优

8、度、完全自主、隐蔽性好等