[发明专利]一种星跟踪器快速匹配识别方法

摘要

本发明属于天文导航技术领域，涉及对星跟踪器匹配方法的改进。本发明的步骤是：将当前时刻视场的星体根据x坐标位置进行排序，得到序列A；估计前一时刻视场上跟踪到的星体在当前视场中的位置；将估计后的跟踪星体位置进行排序，得到序列B；将序列A和序列B进行匹配识别。本发明匹配速度快，准确性高，计算量小，提高了整个跟踪过程的速度与准确性。

主权项

1、一种星跟踪器快速匹配识别方法，其特征在于，匹配步骤如下：1.1、将当前时刻视场中所有的星体根据它们的x坐标位置进行从小到大的排序，得到序列A，当前时刻为时刻t+δt；坐标系是以视场图像的左上角为坐标原点，x，y轴分别平行于图像的两边，δt是指图像传感器传输两帧图像之间的时间间隔；1.2、根据前两帧图像跟踪到的星体的运动信息，估计前一时刻视场上跟踪到的星体在当前视场中的位置，前一时刻为时刻t，该时刻的视场图像为前一帧图像，时刻t-δt的视场图像为前二帧图像，按照下列步骤进行位置估计：1.2.1、根据前两帧图像跟踪到的星体位置得到该星体的运动矢量1.2.2、将运动矢量沿视场的x，y方向分解成两个分量Δx_t，Δy_t，根据下面的式(2)求出Δx_t，Δy_t的值，Δx_t＝x_t-x_t-δ_t      Δy_t＝y_t-y_t-δ_t                (2)1.2.3、根据下面的式(3)求出该星体在当前时刻视场中的坐标，x_t+δ_t＝x_t+Δx_t       y_t+δ_t＝y_t+Δy_t               (3)从而得到该星体在当前视场中的位置；1.2.4、按照上述方法，估计出前一时刻视场上跟踪到的所有星体在当前视场中的位置；1.3、将经过运动矢量估计后的前一时刻跟踪到的星体位置按照x坐标从小到大进行排序，得到序列B；1.4、将序列A和序列B进行匹配识别，过程如下：1.4.1、根据估计的结果设定一个较小的阈值δ，根据仿真中星敏感器运动的角速度和位置估计的精度设定阈值δ，为2～6个象素；1.4.2、将序列A和序列B从左至右依次进行比较，计算其x坐标的差和y坐标的差，匹配的计算公式为：|x_i-x_j|＜δ′，|y_i-y_j|＜δ′1.4.3、对于序列A中的第i颗星体，如果在序列B中有且只有第j颗星体与其x和y的坐标差值都小于δ，则两颗星体即A中的第i颗星体和B中的第j颗星体匹配识别成功；1.4.4、对于序列A中的第i颗星体，如果在序列B中有两颗以上的星体与其位置差小于δ，说明出现了误匹配，匹配失败，由于视场中的星体个数较多，因此匹配失败的星体舍弃，不作为进行姿态计算的星体；1.4.5、对于序列A中的第i颗星体，如果在序列B中没有星体与其位置差小于δ，第i颗星体是新进来的星体，没有匹配星体，由于视场中的星体个数较多，因此没有得到匹配的星体舍弃，不作为进行姿态计算的星体；1.4.6、对于序列A中的第i颗星体，如果在序列B中第j颗星体与其x和y的坐标差值都小于δ，而第j+1颗星体与其x的坐标差值大于δ，则对于第i颗星体，匹配识别结束；1.4.7、如果序列A中的第i颗星体与序列B中第j颗星体其x和y的坐标差值都小于δ，而与序列B中第j-1颗星体x坐标差值大于δ，则对于序列A中的第i+1颗星体，只需从序列B中的第j颗星体开始比较，之前的星体不需要比较。