基于矩阵星图识别算法的卫星三轴姿态确定方法研究

针对基于星敏感器的三轴稳定卫星姿态确定系统,总结比较了目前用于姿态确定的常用姿态敏感器的性能,引出了星敏感器的核心-星图识别算法,进而分析比较了当前星敏感器星图识别相关的几种算法的优缺点,重点研究了栅格算法;并在此基础上,提出用矩阵星图识别算法,建立了基于矩阵星图识别算法进行卫星三轴姿态确定的数学模型,从而简便、快捷地求出卫星任意时刻的三轴姿态参数;最后利用Matlab分别实现了用栅格算法和矩阵法进行星图识别的仿真,验证了矩阵识别算法的优点,对于研究卫星姿态确定和提高星图识别算法的效率和精度有一定的参考价值.     

一种改进的基于奇异值分解的星图识别算法

星敏感器是高精度的姿态测量部件,在各种航天、航空飞行器的姿态测量或控制系统中发挥着关键作用。作为星敏感器的核心技术,可靠、快速和高精度的星图识别算法一直是重要的研究课题。论文对星图识别算法进行研究。针对基于奇异值分解的星图识别算法可能出现的由于视轴不连续所造成的全天区覆盖率较低问题,提出了一种改进的基于奇异值分解的星图识别算法,详细阐述了各部分算法的设计思想。论文最后在JDK5.0开发环境中用JAVA语言实现了改进算法,并与传统的三角形算法的性能进行了比较详尽的对比。     

基于ITSI优选算法的星敏感器导航星库建立

为了有效提高星敏感器星图识别性能,基于ITSI导航星优选算法,合理地进行了导航星库的构建。该优选算法是在传统的导航星优选算法基础上进行的改进,通过区域分割和星密集度计算来实现优选导航星。同时,基于SAO星表,本文建立了一个星图仿真器的软件平台,可以按照实际需求输出全天球范围内不同光轴指向、视场角、轨道位置、像元敏感度等约束条件下的观测星图。在此星图的基础上,运用上述导航星优选算法,建立导航星星库。经均匀性评价准则验证,本文提出的导航星优选算法可以更好地实现导航星的均匀分布,降低星冗余度。最终基于此算法建立导航星库,可以有效降低星图匹配复杂性,提高星图匹配速率和识别成功率。     

一种改进的快速星图识别算法

为解决传统算法在星图噪声加大、星等接近的情况下识别率和识别速度降低的问题.提出一种改进的星图识别算法;从三方面进行改进:首先采用重叠正交网格方法对星表进行均匀化,以减小导航星库容量;其次在匹配时采用哈希查找的搜索方式,以提高匹配速度;最后在识别匹配中加入星等判断环节,当星等噪声大、相对星等小时不采用星等信息,只采用角距进行匹配,同时引入了校验环节以降低冗余和误匹配;仿真实验表明,改进的算法对位置和星等误差比传统的星图识别算法具有更好的鲁棒性,且实时性得到了很大的提高.     

基于主星对的星图识别算法

星图识别是星敏感器确定卫星姿态的关键技术。在传统三角形识别算法的基础上,将星图中最亮的两颗星作为主星对,其它星作为辅助导航星,引入星对相对星等差信息,通过对主星对的识别提高识别速度,采用以主星对为公共边的多三角形模式匹配提高识别精度。并提出了一种将星对表拟合成曲线函数实现快速角距匹配的方法。微机模拟实验结果表明该算法的识别率和识别速度均优于传统的三角形法。     

高精度星敏感器的导航星识别定位算法研究

介绍了星敏感器的基本工作原理,分析了恒星能量在星图的分布特点,结合星图的特点提出了星敏感器导航星点识别定位方法,按照处理顺序,介绍了导航星阈值确定,连通性分析和内插细分等其中各步骤算法,并用星敏感器通过导航星角距标定新方法对该方法进行了定位精度检测,取得了较为满意的结果。     

基于CMOS和DSP的超小型星敏感器的研制

提出了采用高集成度的CMOS图像传感器结合DSP技术的技术方案,研制成功超小型的星敏感器。该星敏感器具有体积小、重量轻、功耗低的特性,完全能够满足航天制导的技术要求。     

基于多视场星敏感器的三角形星图识别方法

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。     

一种利用已识别信息的星图识别算法

星图识别是星敏感器研究中的关键技术之一。现有的算法都是对每一个观测星在未知任何信息的情况下进行识别,而没有利用已经识别的观测星信息。如果利用已经识别的观测星信息,则可以大量减小其余星识别的计算量。研究利用已识别的观测星信息进行其余星的识别。给出了导航星库的建立方法和数据结构,以及已知3颗以上观测星时其余星的识别过程。提出的识别算法的导航星库只需要星对角距信息,存储量小,经对模拟星图的识别,其余星的平均识别时间为3.34m s,小于现有的识别算法。     

激光三角测距中光斑细分定位方法研究

介绍了激光三角测距传感器的基本工作原理和激光光斑成像噪声处理的主要方法,将平方加权质心法应用于激光在CCD中成像的细分定位,并与传统质心法、多项式插值法和高斯曲线拟合法进行了较为系统的比较;通过实验表明,平方加权质心法是一种较为理想的细分定位方法,不仅简单、易于实现,而且具有更高的定位精度以及抗噪声的能力。     

图象传感信号温度漂移的补偿方法

本文通过温漂分析和系统建模,提出一种图象传感信号的综合温度补偿方法。该方法避开了难于检测的温漂参量,借助易测的相关参量的在线估值,适时给出误差补偿量．该方法用于大温差测试现场,结果令人满意。     

一种新的片上抑制CMOS图像传感器暂态噪声方法术

暂态噪声是CMOS图像传感器暗光下噪声的重要组成部分,不但影响图像质量,而且限制图像动态范围的提高。提出了一种新的自适应片上抑制CMOS图像传感器暂态噪声的方法。将多帧采样图像进行空间转换,使用自适应增益将多帧采样图像中相应像素进行加权平均,进行空间逆变换,得到去噪后的像素值。对20组图片进行实验,结果表明算法能够克服...     

基于星敏感器的姿态优化估计算法

对于采用星敏感器的航天器姿态确定问题,提出了一种快速的姿态优化估计方法;首先,根据Rodrigues参数和观测向量之间的线性关系,引入四元数,构造了不同的非奇异的优化准则;其次,借助四元数,求解了基于该准则的姿态优化算法;误差协方差分析和数值仿真结果表明,该算法与著名的QUaternion ESTmation(QUEST)算法相比,在相同的操作系统环境下,具有相同的姿态估计精度,但计算速度更快,对两种算法选取间隔为2000次的仿真步长,统计数据长度为100个采样点,最后对结果加权求平均值,统计结果显示仅为QUEST的三分之一;这种姿态优化估计方法具有一定的工程应用价值。     

数据融合方法在单传感器系统中的应用

为了提高数据处理的精度,提出了一种适用于单传感器系统的数据融合方法。该方法先将来自单传感器的n个样本观测值细分成k组,并把各细分组所对应的样本均值假想为来自k个不同传感器的样本观测值,借助于极大似然函数估计法导出数据融合公式。基于该融合公式,证明了在单传感器系统中,当样本观测值一定时,分组数据融合的估计效果优于单组算术平均的估计效果;若再细分原有的分组,则细分后的融合估计效果优于细分前的融合估计效果。实例的数据分析验证了结论的正确性。     

用FPGA实现星图目标的质心提取

针对星图的具体特征,对星图目标进行识别和定位,把传统的扩展象素标记法改造成便于用硬件实现的算法,并给出了具体的实现方法.本设计将目标分割和质心计算两个步骤用FPGA合并处理,从而实现了快速的质心提取,为后续的图像匹配争取了时间.     

基于CMOS工艺的无线图像传感器网络综述

无线传感器网络是无线通讯技术、网络技术、传感器技术交叉融合的新兴产物。无线传感器网络具备小型化、智能化、网络化和能够无线通讯等特点,能够满足人们在生产生活、科学研究、军事、医疗等众多领域对于实时信息获取的需求。由于人类获取信息的80%以上是通过视觉获取的,因此,无线图像传感器网络作为人类获取视觉图像信息的重要工具在无线传感器网络中占有重要的地位。无线图像传感器网络要想实现小型化、智能化、集成化等要求,采用与标准CMOS工艺兼容的CMOS图像传感器技术将是最为理想的选择。随着CMOS图像传感器工艺和设计水平的进步,CMOS图像传感器在成像质量、生产成本、小型化、智能化等方面显示出巨大的优势,同时由于与VLSI电路兼容的天然特性,基于CMOS图像传感器的无线图像传感器网络拥有巨大的发展潜力和广阔的市场前景。基于CMOS的无线图像传感器网络目前呈现多元化的发展趋势,高分辨率、高速、低功耗、智能化等方向是基于CMOS的无线图像传感器网络未来发展的方向。     

一种图像测量中标定参照物的快速定位方法

提出一种在图像测量中标定参照模板的自动快速定位方法，该方法采用粗检测与精定位相结合的二步策略，首先在下采样的增强图像中借助形态学与连通分量标记等算法检测可能的模板区域，然后利用感兴趣区域的直方图特性分析和角点检测算法确认真正的模板区域并给出精确的定位信息，实验结果表明了该方法的有效性。     

CMOS图象传感器发展状况

比较了CMOS图象传感器与CCD图象传感器的优缺点,分析了C MOS图象传感器的结构、研制现状、应用及市场前景。指出了随传感器技术的发展,CMOS图 象传感器可以代替CCD图象传感器,并预见了其发展趋势。