基于动态框搜索的星图中星点获取算法研究

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1、３４航天电子对抗第２８卷第５期欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟基于动态框搜索的星图中星点获取算法研究１１２陶雨露，邓新蒲，程洪玮（１．国防科技大学电子科学与工程学院，湖南长沙４１００７３；２．北京跟踪与通信技术研究所，北京１０００９４）摘要：分析星图中星点获取算法的具体流程，针对传统星体目标聚类方法的不足，提出了动态框搜索算法。首先采用固定像素框搜索区域最大灰度值点，然后以该点为中心，结合星图图像中真实星点的分布情况，采用大小可变的像素框进行星体目标聚类，最后采用加权质心

2、法得到星点的中心位置。仿真实验表明，该算法能达到良好的效果。关键词：星敏感器；星图获取；动态框搜索；星体目标中图分类号：Ｖ４４８．２２文献标识码：ＡＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｔａｒａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｄｙｎａｍｉｃｂｏｘ１，ＤｅｎｇＸｉｎｐｕ１，ＣｈｅｎｇＨｏｎｇｗｅｉ２ＴａｏＹｕｌｕ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＩ

3、ｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｒａｃｋａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｆｌｏｗｏｆｓｔａｒａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌａｓｔｒａｌｃｌｕｓｔｅｒｍｅｔｈｏｄａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｓｅｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｄｙｎａｍｉｃｂｏｘｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｉｓａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｅａｒｃｈｅｄｔｈｅｂｉｇｇｅｓｔｇｒｅ

4、ｙｖａｌｕｅｐｏｉｎｔｉｎｏｎｅａｒｅａｗｉｔｈｆｉｘｅｄｐｉｘｅｌｂｏｘ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｓｉｚｅｏｆｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｐｉｘｅｌｂｏｘｉｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｃｌｕｓｔｅｒａｓｔｒａｌｔａｒｇｅｔｆｏｃｕｓｅｄｏｎｔｈｉｓｐｏｉｎｔ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｒｕｅｓｔａｒｉｎｔｈｅｉｍａｇｅｍａｐ．Ａｔｌａｓｔ，ｔｈｅｓｔａｒｃｅｎｔｅｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｉｓｇｏｔｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔ

5、ｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｃａｎａｃｈｉｅｖｅａｇｏｏｄｒｅｓｕｌｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔａｒｓｅｎｓｏｒ；ｓｔａｒａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ｄｙｎａｍｉｃｂｏｘ；ｓｔａｒｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ利用１０×１０的视框搜索到的星体目标中会包含过多０引言背景噪声，难以保证星点质心提取精度。文献［４］根据星敏感器是当今航天飞行器中广泛采用的一种高星敏感器运动特性，提出自适应选取处理窗口的大小，［１］［２］精度、高可靠性的姿态测量部件，从其工作原理中并利用数学形态学的方法对断裂星体进行断点判定及可知，星图获取和星图识别（ＳＰＲ）是现代星敏感器

6、中主动生长，具有很大的实际意义。本文在借鉴上述文的两个重要过程。星图获取就是通过将星图中与观测献的基础上，针对星体目标提取实时性不足、提取星体星相关的图像像素进行聚类，得到一组在星敏感器图目标包含噪声的问题，提出动态框搜索的星图获取算像坐标下星点中心位置的数据集合。快速准确地提取法，实验证明该方法可满足星敏感器高精度的要求。星体目标，然后进行星点中心亚像素细分定位是实现１星图获取的理论和算法高精度星图识别的前提和关键。文献［３］提出了通过判断边界像素中最大最小行星敏感器以恒星为观测目标，恒星可以看作距离列数来确定目标区域的具体范围，从而提取目

7、标区域地球无穷远处具有一定光谱特性的点光源，因此其在内每一个像素的方法。该方法虽然缩短了时间，但是图像传感器感光面上的成像为在较暗背景上的近似符［５］合二维高斯分布点状光斑。单个星体目标在图像中的能量分布，又可称为点扩散函数（ＰＳＦ）。ＰＳＦ的中收稿日期：２０１２－０５－２９；２０１２－０８－２９修回。作者简介：陶雨露（１９８７－），男，硕士研究生，研究方向为空间信心为星体目标能量最大值点，即星图图像中灰度最大息获取。值点。搜索到该中心点，便能确定星体目标的分布情２０１２（５）陶雨露，等：基于动态框搜索的星图中星点获取算法研究３５

8、况。本文星图获取算法的研究思路如图１所示。图２连通域法示意图图１星图获取