星敏感器的全天自主星图识别算法研究

admin · 发表于 2023-9-27 09:34:15

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星图识别算法是星敏感器中的核心算法，其精度和可靠性是星敏感器完成导航任务的重要保证。星图识别算法是保证星敏感器性能的核心算法，而准确真实的星图模拟是研究实验室星图识别算法的基础。为此，本文主要对机载星敏感器的星图模拟技术和全天自主的星图识别算法展开研究，并基于上述研究在VC++6.0环境下搭建了一个软件仿真平台。论文的具体研究工作如下：第一部分，研究了机载复杂环境下的星图模拟技术。综合考虑了机载星敏感器在成像过程中受到的几个主要影响因素，如星敏感器自身的噪声、大气折射、天空的背景噪声等，实现了载体动、静态情况下的星图模拟。第二部分，研究实现了星图预处理和星体质心提取的算法。对邻域平均法去噪后的星图用传统的质心法提取星体质心，提取得到的质心精度达到了亚像素级。第三部分，提出了一种改进的三角形算法。该方法将三角形的三个角距构成一个平面，计算出平面的单位法向量，向最优主轴投影，利用投影后的值进行索引，再利用三角形的三个角距和归一化后的星等系数进行再次匹配。仿真结果表明，改进的三角形算法比传统的三角形算法识别率更高，对噪声的鲁棒性更好。第四部分，研究实现了直角坐标系下的栅格算法与极坐标系下的栅格算法。针对实际成像时观测星图会产生旋转，同时由于划分栅格时取整量化操作会造成细微的星模式特征丢失，提出了一种改进的极坐标系下的栅格算法，加入划分栅格前的近邻星模式来减少冗余匹配。仿真结果表明，改进的极坐标系下的栅格算法比直角坐标系下的栅格算法识别率更高。

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