買專利賣專利找龍圖騰，真高效！ 查專利查商標(biāo)用IPTOP,全免費(fèi)！專利年費(fèi)監(jiān)控用IP管家,真方便！

龍圖騰網(wǎng)獲悉中國人民解放軍火箭軍工程大學(xué)申請的專利一種基于姿態(tài)信息的分區(qū)快速星圖識別方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN115290100B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-12發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202210600826.6，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01C21/24；該發(fā)明授權(quán)一種基于姿態(tài)信息的分區(qū)快速星圖識別方法是由張志利;周召發(fā);段輝;常振軍;王韶迪設(shè)計研發(fā)完成，并于2022-05-30向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種基于姿態(tài)信息的分區(qū)快速星圖識別方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明涉及一種基于姿態(tài)信息的分區(qū)快速星圖識別方法。以最靠近圖像中心的恒星作為參考星，利用參考星及其鄰星的夾角特征和距離特征構(gòu)造夾角特征矢量、距離特征矢量和距離映射矢量；基于距離映射矢量計算參考星與導(dǎo)航星之間的離散度得到候選導(dǎo)航星；利用夾角、距離信息對搜索參考星夾角特征矢量與候選導(dǎo)航星夾角特征矢量的對應(yīng)起始邊并循環(huán)移位；最終得到相似度最高的星即為正確的導(dǎo)航星；進(jìn)行實(shí)時預(yù)測的快速識別。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)越性在于，構(gòu)造了參考星的夾角特征矢量，計算得到含抗干擾碼的距離映射矢量以提高算法的魯棒性；最大程度的降低計算量，提高實(shí)時性能；保證了算法的識別正確性；提高算法的可靠性。

本發(fā)明授權(quán)一種基于姿態(tài)信息的分區(qū)快速星圖識別方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于姿態(tài)信息的分區(qū)快速星圖識別方法，其特征在于：包括特征提取、導(dǎo)航星庫構(gòu)建、候選導(dǎo)航星分區(qū)、參考星識別與基于姿態(tài)信息的快速星圖識別五大步驟，具體如下： 步驟1：特征提取 采用兩種旋轉(zhuǎn)和平移不變的特征—鄰星與中心導(dǎo)航星的歐式距離Di、連續(xù)相鄰恒星與中心導(dǎo)航星構(gòu)成的相對角Φi，并基于這兩種特征構(gòu)造每顆導(dǎo)航星的星模式，令每顆導(dǎo)航星處在視場的中心，并考慮所有位于半徑R內(nèi)的鄰星來提取上述兩個特征，鄰星按照逆時針的順序分別記為S＝{S1,S2,…,SN}，R與星敏視場角FOV之間的關(guān)系為： 式中，f為焦距，ρ為像素尺寸，半徑R為距離中心的最大距離； 步驟2：導(dǎo)航星庫構(gòu)建 導(dǎo)航星庫中，每顆導(dǎo)航星分別有夾角特征矢量Φ、距離特征矢量D和距離映射矢量Λ，利用各個鄰星與導(dǎo)航星在圖像坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)，再結(jié)合Φi和Di的表達(dá)式求得導(dǎo)航星與鄰星之間的夾角特征矢量Φ＝Φ1,Φ2,…,ΦN以及距離特征矢量D＝D1,D2,…,DN，其中，Φi和Di分別為理想星圖中參考星位于CCD中心時，兩顆鄰星的相鄰?qiáng)A角和鄰星與參考星的徑向距離，上述特征統(tǒng)一按照逆時針的方式進(jìn)行排列；此外，還需要構(gòu)造導(dǎo)航星距離映射矢量用于縮短導(dǎo)航星庫列表，得到候選導(dǎo)航星分區(qū)，其中，Λi為理想星圖得到的映射值，ND為距離映射矢量的維數(shù)，有了候選導(dǎo)航星分區(qū)，后續(xù)便利用夾角特征矢量Φ和距離特征矢量D識別出參考星唯一對應(yīng)的導(dǎo)航星； 步驟3：候選導(dǎo)航星分區(qū) 步驟3.1：對于星敏感器拍攝的星圖而言，在星點(diǎn)質(zhì)心定位過程完成之后，選定距離圖像中心最近的星點(diǎn)作為參考星，并提取出參考星和鄰星之間的夾角特征矢量以及距離特征矢量d＝d1,d2,…,dN，然后構(gòu)建ND維參考星距離映射矢量其中，和di分別為實(shí)拍星圖中參考星位于CCD中心附近時，兩顆鄰星的相鄰?qiáng)A角和鄰星與參考星的徑向距離；λi為實(shí)拍星圖得到的映射值； 步驟3.2：基于距離映射矢量λ對導(dǎo)航星庫中的恒星列表進(jìn)行分區(qū)，即篩選出符合條件的候選導(dǎo)航星，組成一個新的區(qū)域，如此，步驟4的參考星識別過程便只需在該分區(qū)內(nèi)的導(dǎo)航星中進(jìn)行；利用圖像信號求解星點(diǎn)的二維質(zhì)心坐標(biāo)時，會面臨雜散光、儀器噪聲、質(zhì)心算法精度低的問題，使得質(zhì)心坐標(biāo)存在一定偏差，進(jìn)而導(dǎo)致參考星與鄰星間的徑向距離di產(chǎn)生偏差，Ti值計算不準(zhǔn)確，Ti代表第i個鄰星的映射位置，為提高抗噪性能，在計算Ti值時，若diRND滿足相關(guān)約束條件，則說明該Ti值很容易受到噪聲影響，需在距離映射矢量中添加抗干擾碼，ζ1為抗干擾碼閾值； 步驟3.3：計算參考星距離映射矢量與導(dǎo)航星距離映射矢量之間的離散度X，將離散度X小于等于離散度閾值ζ2的導(dǎo)航星確定為候選導(dǎo)航星，得到候選導(dǎo)航星分區(qū)； 步驟4：參考星識別 有了候選導(dǎo)航星分區(qū)，便基于參考星的夾角特征矢量以及距離特征矢量d來識別出唯一對應(yīng)的導(dǎo)航星，具體步驟如下： 步驟4.1：由于星敏感器拍攝星圖時旋轉(zhuǎn)角的隨機(jī)性，導(dǎo)致參考星和導(dǎo)航星構(gòu)造特征矢量的起始邊不一致，為后續(xù)得到正確的參考星累積夾角特征矢量ε、導(dǎo)航星累積夾角特征矢量E，并計算二者之間的相似度P，必須保證矢量Φ、中的第一位與矢量D、d中的第一位都相等；以參考星的某一個距離、夾角信息對為基礎(chǔ)，依次遍歷候選導(dǎo)航星分區(qū)內(nèi)導(dǎo)航星的夾角特征矢量Φ與距離特征矢量D，篩選出包含的導(dǎo)航星，并進(jìn)行下一步累積夾角特征矢量與相似度的計算； 步驟4.2：參考星與導(dǎo)航星的夾角特征矢量Φ在對齊起始邊后，分別利用參考星和導(dǎo)航星的夾角特征矢量Φ構(gòu)造各自的累積夾角特征矢量ε＝ε1,ε2,…,εm和E＝E1,E2,…,En，計算累積夾角特征矢量ε與E之間的相似度，識別出與參考星對應(yīng)的正確導(dǎo)航星； 步驟5：基于姿態(tài)信息的快速星圖識別 針對星敏感器的在k、k+1時刻拍攝而言，兩次拍攝時所處的姿態(tài)顯然發(fā)生了變化，則恒星在CCD成像平面上的投影也會隨之發(fā)生移動，為快速得到k+1時刻拍攝星圖中的星點(diǎn)質(zhì)心預(yù)測位置，避免全天區(qū)星圖識別以提高系統(tǒng)的整體處理速度，利用慣導(dǎo)提供的短時高精度姿態(tài)變化信息對星點(diǎn)的位置進(jìn)行實(shí)時精確預(yù)測，如下： 式中，A為k+1時刻星敏感器光軸指向的經(jīng)度，Q為k+1時刻星敏感器光軸指向的緯度，θ為k+1時刻星敏感器的旋轉(zhuǎn)角，基于慣導(dǎo)提供的姿態(tài)信息解算出來，基于慣導(dǎo)系統(tǒng)提供的姿態(tài)信息得到星點(diǎn)在CCD平面上的坐標(biāo)預(yù)測值后，以坐標(biāo)預(yù)測值為中心，在該中心較小的鄰域內(nèi)進(jìn)行星點(diǎn)提取與質(zhì)心定位操作，并對所有提取出來的星點(diǎn)進(jìn)行快速驗(yàn)證性識別，以防錯誤提取星點(diǎn)，得到已知恒星在載體坐標(biāo)系下的實(shí)際質(zhì)心坐標(biāo)后，便利用QUEST定姿算法計算出當(dāng)前時刻在載體坐標(biāo)系與天球坐標(biāo)系之間的姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣。

如需購買、轉(zhuǎn)讓、實(shí)施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)＠麢?quán)人中國人民解放軍火箭軍工程大學(xué)，其通訊地址為：710025 陜西省西安市灞橋區(qū)洪慶鎮(zhèn)同心路2號；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。