[发明专利]一种太阳敏感器及其进行姿态测量的方法

权利要求书

1.一种太阳敏感器，其特征在于，所述太阳敏感器包括：光学掩膜、线阵图像传感器、单片机；所述线阵图像传感器连接于所述光学掩膜和所述单片机之间；其中，

所述光学掩膜，带有V字形狭缝，用于通过所述V字形狭缝的两条缝分别滤波并引入第一条太阳光线及第二条太阳光线到所述线阵图像传感器，其中，所述第一条太阳光线及第二条太阳光线在所述线阵图像传感器的成像面上形成两个交点，每个交点在所述成像面上分布多个像素；其中，所述V字形狭缝的夹角为90度；

所述线阵图像传感器，用于对入射的太阳光线进行光电转换，并逐个输出各像素的模拟电压值到所述单片机；

所述单片机，用于驱动所述线阵图像传感器并逐个读取各像素的模拟电压值；根据各像素的模拟电压值，提取所述第一条太阳光线对应的第一交点的中心位置信息和所述第二条太阳光线对应的第二交点的中心位置信息；根据所述第一交点的中心位置信息及所述第二交点的中心位置信息，测算出太阳光线在两轴方向的姿态角。

2.根据权利要求1所述的太阳敏感器，其特征在于，所述单片机具体用于：

驱动所述线阵图像传感器并逐个读取各像素的模拟电压值；

通过模数转换将各像素的模拟电压值转换为数字灰度值；

根据各像素的数字灰度值及预设的数字灰度阈值，提取所述第一条太阳光线与所述成像面相交的第一交点的中心位置信息，及第二条太阳光线与所述成像面相交的第二交点的中心位置信息；

根据所述第一交点的中心位置信息及所述第二交点的中心位置信息，并结合太阳敏感器的成像模型测算出太阳光线在两轴方向的姿态角。

3.根据权利要求1或2所述的太阳敏感器，其特征在于，所述太阳敏感器还包括：

接口转换芯片，与所述单片机连接，用于将所述太阳光线在两轴方向的姿态角传输至与所述单片机连接的主计算机。

4.一种太阳敏感器进行姿态测量的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过太阳敏感器中光学掩膜的V字形狭缝的两条缝分别滤波并引入第一条太阳光线及第二条太阳光线；其中，所述V字形狭缝的夹角为90度；

对入射的太阳光线进行光电转换，并逐个输出各像素的模拟电压值；

根据各像素的模拟电压值，提取所述第一条太阳光线对应的第一交点的中心位置信息和所述第二条太阳光线对应的第二交点的中心位置信息；

根据所述第一交点的中心位置信息及所述第二交点的中心位置信息，测算出太阳光线在两轴方向的姿态角。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据各像素的模拟电压值，提取所述第一条太阳光线对应的第一交点的中心位置信息和所述第二条太阳光线对应的第二交点的中心位置信息，包括：

通过模数转换将各像素的模拟电压值转换为数字灰度值；

根据各像素的数字灰度值及预设的数字灰度阈值，提取所述第一条太阳光线与成像面相交的第一交点的中心位置信息，及所述第二条太阳光线与成像面相交的第二交点的中心位置信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据各像素的数字灰度值及预设的数字灰度阈值，提取所述第一条太阳光线与成像面相交的第一交点的中心位置信息，及所述第二条太阳光线与成像面相交的第二交点的中心位置信息，包括：

预设数字灰度阈值，数字灰度值大于所述数字灰度阈值的像素确认为第一交点或第二交点所在像素，数字灰度值小于所述数字灰度阈值的像素确认为背景像素；

对数字灰度值大于所述数字灰度阈值的像素，按照如下公式提取出所述第一交点的中心位置信息及第二交点的中心位置信息：

其中，x_i为第一交点或第二交点对应的各像素点i的像素坐标，g(x_i)表示第一交点或第二交点对应的各像素点i的数字灰度值，n为第一交点或第二交点的像素点总数，x表示提取的第一交点或第二交点在x轴方向的中心位置坐标。