杂光干扰下星敏感器星点提取方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105374035A(43)申请公布日2016.03.02(21)申请号201510738205.4(22)申请日2015.11.03(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人魏新国张广军杨宵王啸林(74)专利代理机构北京同立钧成知识产权代理有限公司11205代理人马爽黄健(51)Int.Cl.G06T7/00(2006.01)G01C21/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称杂光干扰下星敏感器星点提取方法(57)摘要本发明提供一种杂光干扰下星敏感器星点提取方法。该方法包括：对星图进行滤波处理，得到滤波处理后的像素点的灰度值，根据滤波处理后的像素点的灰度值计算像素点的相对梯度值，根据像素点的相对梯度值确定出候选星点像素和背景像素，从候选星点像素中确定出星点像素。本发明提供的杂光干扰下星敏感器星点提取方法，充分考虑了星点的图像特征，能够在消除杂光背景像素的同时保留尽可能多的星点信息，解决了杂光干扰下传统星点提取算法容易提取出星图中的杂光高频噪声点和易丢失星点中灰度值较低的像素点的问题。CN105374035ACN105374035A权利要求书1/1页1.一种杂光干扰下星敏感器星点提取方法，其特征在于，包括：对星图进行滤波处理，得到滤波处理后的像素点的灰度值；根据滤波处理后的像素点的灰度值计算像素点的相对梯度值；根据像素点的相对梯度值确定出候选星点像素和背景像素；从所述候选星点像素中确定出星点像素。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对星图进行滤波处理，得到滤波处理后的像素点的灰度值，包括：(t+1)通过如下公式计算，得到滤波处理后的星图像素点的灰度值Ii,j：(t)(t)(t)其中，Ii,j为当前像素点(i,j)的灰度值，C为边缘函数，g为当前像素点的相邻像素点的灰度差，ε的取值范围为[0.001,0.01]，t为预设的循环次(t)(t)(t)(t)(t)(t)(t)(t)(t)(t)(t)(t)数，gx＝Ii+1,j-Ii,j，g-x＝Ii-1,j-Ii,j，g-y＝Ii,j-1-Ii,j，gy＝Ii,j+1-Ii,j，mw为以像素点(i,j)为中心的窗口灰度均值，a取值3或4，λ取值范围为[0，1/4]。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据滤波处理后的像素点的灰度值计算像素点的相对梯度值，包括：根据滤波处理后的像素点的灰度值通过如下公式计算，得到像素点的相对梯度值D(i,j)：其中，G'(i,j)为滤波处理后像素点(i,j)的梯度幅值，4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据像素点的相对梯度值确定出候选星点像素和背景像素，包括：采用迭代法确定星图像素点相对梯度的门限值；将以相对梯度值大于所述门限值的像素点为中心的(2n+1)×(2n+1)邻域窗口内的所有像素点确定为候选星点像素，剩余像素点确定为背景像素，n为1或2。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述从所述候选星点像素中确定出星点像素，包括：若所述候选星点像素的灰度值大于自适应阈值Tw(i,j)，则确定所述候选星点像素为星点像素，否则确定为背景像素；其中，Tw(i,j)＝mw(i,j)+0.2·σw(i,j)，σw(i,j)为所述星图中以像素点(i,j)为中心的邻域窗口灰度标准差。2CN105374035A说明书1/6页杂光干扰下星敏感器星点提取方法技术领域[0001]本发明涉及星敏感器技术领域，尤其涉及一种杂光干扰下星敏感器星点提取方法。背景技术[0002]星敏感器是一种以恒星作为观测基准的高精度飞行器姿态测量敏感器，通过对恒星的观测、识别、计算得到空间飞行器的姿态信息。星敏感器的工作过程主要包括三个过程：星点提取、星图识别和姿态计算。其中，星点提取是星敏感器工作的基础，直接决定着星敏感器的测量精度。[0003]当星敏感器拍摄出的星图未受杂光干扰时，星点像素和背景像素在灰度上区别较大，可用一个全局阈值将星点像素和背景像素有效的区分开来。当星敏感器拍摄出的星图受到杂光干扰时，由于杂光背景像素灰度值与星点像素灰度值接近，因此，全局阈值方法无法有效提取出星点，此时可使用局部阈值方法提取星点。现有的一种杂光干扰下的星敏感器星点提取方法中是采用以像素点为中心的窗口邻域灰度均值加一固定值的方法确定出该像素点的自适应阈值，若该像素点的灰度值大于自适应阈值，则该像素点为星点像素；反之，则为背景像素。[0004]然而，由于杂光高频噪声点的灰度值远远大于其临近像素点的灰度值，因此其灰度值也远远大于采用上述方法确定的自适应阈值，因此该方法会提取出部分杂光高频噪声点。由于星点的部分灰度值较低