[发明专利]一种混合冗余特征的星模式识别方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及星图识别领域，尤其涉及一种混合冗余特征的星模式识别方法及装置。

背景技术

目前，通常使用星敏感器进行航天器姿态测量，其工作原理为：通过使用星敏感器采集星图，将所述得到的星图与存储已知星点位置的数据库进行比较而完成星图识别，得到精度达到几个角秒的姿态。在上述过程中，星图识别是航天器姿态测量中的关键技术，所述星图识别算法中模式类星图识别算法是一类重要的识别算法，而建立星点环形模式是模式类星图识别算法的一个重要发展方向。所述星点环形模式为：选择导航星点作为环形的中心，将导航星点周围指定半径内的所有星点作为伴随星点；计算所述导航星点与所述伴随星点之间的角距，得到伴随星点在环带中的位置，建立表达径向模式特征的查找表；通过所述查找表筛选得到导航星点的最终匹配星点。

但是，上述星点环形模式的星图识别算法，由于没有充分考虑星点位置噪声对伴随星点在环带中位置的影响以及星等噪声造成伴随星点缺失的影响，此类星图识别算法在较大星点位置噪声和星等噪声情况下的正确识别率明显下降；此外，当导航星点模式半径内的伴随星点较少时，建立的星点模式区分度下降，冗余星点增多，导致最终无法得到匹配星点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种混合冗余特征的星模式识别方法及装置，能在较大星点位置噪声和星等噪声情况下获得较高的正确识别率，并且当导航星点模式半径内的伴随星点较少时，保证得到匹配星点。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种混合冗余特征的星模式识别方法，该方法包括：

利用导航星点的几何位置关系，建立导航基准星点的混合冗余模式特征，再创建导航基准星点的二进制特征数据库；

利用星图星点之间的几何位置关系，计算星图基准星点的混合特征；

根据所述星图基准星点的混合特征，使用相似分数度量，从二进制特征数据库中选出所述星图基准星点对应的候选星点；

使用最大匹配对算法，从所有候选星点中选出星图基准星点的匹配星点。

上述方案中，所述利用导航星点的几何位置关系，建立导航基准星点的混合冗余模式特征，再创建导航基准星点的二进制特征数据库之前，该方法还包括：利用全天球坐标，建立导航基准星点的冗余径向特征以及冗余伴随特征；

或者，利用全天球坐标，对导航基准星点进行模式半径冗余，再建立导航基准星点的冗余径向特征以及冗余伴随特征。

上述方案中，所述建立导航基准星点的冗余径向特征，包括：

逐个选取满足星等阈值的星点作为导航基准星点；

计算所述导航基准星点与导航伴随星点之间的星对角距，计算星对角距的离散值和星对角距的编码值；

利用所述星对角距的离散值和星对角距的编码值，建立所述导航基准星点与导航伴随星点之间的冗余径向特征。

上述方案中，所述建立导航基准星点的冗余伴随特征，包括：

计算所述星等小于阈值的导航伴随星点相互之间的星对角距，计算星对角距的离散值和星对角距的编码值；

利用所述星对角距的离散值和星对角距的编码值，建立所述导航基准星点的冗余伴随特征。

上述方案中，所述利用星图星点之间的几何位置关系，计算星图基准星点的混合特征，包括：利用星图中星点的质心之间的几何位置关系，计算得出星图基准星点的径向特征以及伴随特征，将所述径向特征以及伴随特征作为所述星图基准星点的混合特征。

上述方案中，所述使用相似分数度量，从二进制特征数据库中选出所述星图基准星点对应的候选星点，包括：利用相似分数度量，逐个将星图基准星点混合特征，与导航基准星点二进制特征数据库中的混合冗余模式特征进行相似性比较，选出各个星图基准星点对应的一个或多个候选星点。

上述方案中，所述使用最大匹配对算法，从所有候选星点中选出星图基准星点的匹配星点，包括：

使用最大匹配对搜索算法计算候选匹配星对，确定初始搜索路径；

进行最大匹配对搜索，按照从亮星点到暗星点的搜索方向，从候选星点中搜索得到最大的匹配对，当搜索提前断裂时，动态计算候选匹配星对，当搜索路径出现歧义时，进行歧义检验，确定唯一的搜索路径。

本发明还提供了一种混合冗余特征的星模式识别装置，该装置包括：数据库模块、基准星点特征计算模块和星点匹配模块；其中，