[发明专利]一种白昼有云环境下导航星星点提取的方法

权利要求书

1.一种白昼有云环境下导航星星点提取的方法，其特征在于步骤如下：

(1)、对星敏感器连续拍摄的N帧原始白昼有云星图进行星图预处理，滤除云层干扰和背景噪声，所述N大于等于5；

(2)、提取预处理后的每一帧星图中灰度值高于预设灰度阈值的所有像素的坐标和灰度值，根据所述像素的坐标和灰度值，进行四连通域提取，获取每一帧星图中连通域面积大于第一预设面积门限的连通域，剔除每一帧星图中连通域面积大于第二预设面积门限的连通域，计算剩下的连通域在所属星图中的质心坐标，剔除每一帧星图中连通域质心距离小于预设距离门限的连通域；

(3)、遍历步骤(2)所得到的每帧星图中的连通域的质心坐标，根据两个连通域在两帧不同拍摄时间星图中的像素位置变化是否符合星点的运动变化规律的原则，将各帧星图中的每个连通域依次与后续拍摄的星图中的每个连通域进行匹配运算，从后续拍摄的星图中搜索最近拍摄到的与之表示同一个星点目标图像面积最大能量最高的连通域，所述连通域的能量为连通域中所有像素的灰度值和；

(4)、将各帧星图中表示同一个星点目标图像的连通域合并，并统计所有表示同一个星点目标图像的连通域个数，当N帧星图中表示同一个星点目标图像的连通域个数大于预设的门限时，确定该星点目标为真星点目标，否则，认为该星点目标为伪星点目标；

(5)、剔除所有伪星点目标，提取每个真星点目标相关的连通域在各帧星图中的质心位置，得到每个真星点目标在各星图拍摄时刻对应的运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种白昼有云环境下导航星星点提取的方法，其特征在于步骤(1)对原始白昼有云星图进行预处理的过程为：

(1.1)、对原始白昼有云星图采用改进的TopHat滤波方法，抑制云层干扰和背景噪声，得到第一星图；

(1.2)、对滤波后的第一星图利用Robinson Guard滤波器进一步抑制背景噪声，得到第二星图。

3.根据权利要求2所述的一种白昼有云环境下导航星星点提取的方法，其特征在于所述改进的TopHat滤波方法的具体实现为：

(1.1.1)、对原始白昼有云星图逐行逐像素点移动大小为n*n、中心空白区域尺寸为(n-2)*(n-2)的环形结构元进行空间滤波处理即：对每个像素点，保持结构元内除中心像素外其它像素灰度值不变，将结构元中心像素的灰度值赋值为结构元周边区域内像素灰度的最大值，得到白昼有云星图最大图，所述n为整数，n大于等于3；

(1.1.2)、对步骤(1.1.1)滤波处理之后的白昼有云星图最大图逐行逐像素点移动大小为(n-2)*(n-2)的结构元进行空间滤波处理，即：对每个像素点，保持结构元内除中心像素外其它像素灰度值不变，将结构元中心像素的灰度值赋值为结构元区域内像素灰度的最小值，得到白昼有云星图最小图；

(1.1.3)、将原始白昼有云星图与白昼有云星图最小图对应像素点的灰度值相减，并将相减结果中小于0的像素点的灰度值置为0，得到抑制云层干扰和背景噪声的第一星图。

4.根据权利要求1所述的一种白昼有云环境下导航星星点提取的方法，其特征在于所述步骤(3)分为两种情况：

第一种情况为所述星敏感器与惯导捷联安装，能够实时获取星敏感器的姿态信息，可以根据姿态信息和存储在星敏感器导航星表中的导航星在惯性系下的星矢量，推算出任意时刻星敏感器视场内可以观测到的导航星数量、各导航星在每帧星图像面上的估计星点位置，相应地，步骤(3)根据连通域在两帧星图拍摄时刻间在像面上移动的方向相同、像素差小于导航星在两帧星图像面上的估计星点位置变化的原则，判断分别属于两帧星图中的两个连通域是否为两帧星图拍摄时刻表示同一个星点目标图像的连通域；

第二情况为所述星敏感器不与惯导捷联安装，不能实时获取星敏感器的姿态信息，根据连通域在像面上移动的速度小于预设的星点移动速度阈值的原则，判断分别属于两帧星图中的两个连通域是否为两帧星图拍摄时刻表示同一个星点目标图像的连通域。