[发明专利]一种基于MEMS陀螺辅助的星敏感器图像解运动模糊方法

说明书

一种基于MEMS陀螺辅助的星敏感器图像解运动模糊方法，本发明涉及基于MEMS陀螺辅助的星敏感器图像解运动模糊方法。本发明的目的是为了解决现有方法存在无法准确获得星敏感器图像解运动模糊时所需的模糊核的问题。具体过程为：一，通过星敏感器采集带有运动模糊的星空图像，进行去噪，得到图像；二，利用阈值法对图像中的条纹进行分割，对分割后的每一个条纹计算中心位置坐标；三，利用MEMS陀螺数据计算星敏感器曝光时间内星点在图像上的运动轨迹，根据运动轨迹得到该条纹的模糊核矩阵；四，利用条纹骨架特征校正模糊核；五，根据模糊核对图像进行解模糊，得到最终复原图像；重复三，直到复原所有星点。本发明用于图像处理领域。

技术领域

本发明涉及基于MEMS陀螺辅助的星敏感器图像解运动模糊方法。

背景技术

姿态确定是实现航天器姿态控制、空间遥感定位等任务的前提和基础，星敏感器是航天器上常用的姿态敏感器，通过星点提取，星点质心位置计算，进而得到星点在航天器本体坐标系下的方向矢量，与导航星表匹配后，即可的解算出航天器在惯性坐标系下的姿态。通常情况下，星敏感器能够获得“秒”级的精度。当航天器快速机动时，星敏感器在曝光期间发生了运动，导致了星点在像平面上的运动，并形成“拖尾”形状的条纹，使原本集中的能量分散在条纹上，降低了图像信噪比，对星点的位置确定造成了一定的影响，进而增加了航天器的姿态误差。

根据国内外已发表的相关文献可知，针对星敏感器图像解运动模糊的问题，首先需要获得模糊核。现有方法中，模糊核通常可由陀螺数据和radon变换获得。对于radon变换法，需要假设条纹为直线，且需要大量的计算时间才能获得模糊核，在航天器在进行大角度快速机动时，星敏感器图像中的条纹通常不为直线，因此，利用radon变换获得的模糊核存在较大误差，使获得复原后的星点图像准确率低。对于利用陀螺数据获得模糊核的方法，需要陀螺具有较高的精度，才能保证模糊核的准确性。因此，这些方法在实际应用中均受一定的限制。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有利用radon变换获得的模糊核存在较大误差，使获得复原后的星点图像准确率低，利用陀螺数据获得模糊核的方法在实际应用中受一定的限制的问题，而提出一种基于MEMS陀螺辅助的星敏感器图像解运动模糊方法。

一种基于MEMS陀螺辅助的星敏感器图像解运动模糊方法具体过程为：

步骤一，通过星敏感器采集带有运动模糊的星空图像I_origin，采用空间滤波的方法对有运动模糊的星空图像I_origin进行去噪，得到图像I_filtered；

步骤二，利用阈值法对图像I_filtered中的条纹进行分割，对分割后的每一个条纹计算中心位置坐标；

步骤三，读取星敏感器曝光时间内MEMS陀螺输出的角速度，利用角速度和步骤二中每一个条纹的中心位置坐标，计算星敏感器曝光时间内星点在图像I_filtered上的运动轨迹，根据运动轨迹得到该条纹的模糊核矩阵K_gyro；

所述MEMS即微机电系统；

步骤四，将步骤二中所得的每一个条纹网格化，利用划分的网格提取每一个条纹的骨架特征，利用每一个条纹的骨架特征对步骤三中的模糊核矩阵K_gyro进行校正，得到每一个条纹校正后的模糊核K_opt；

步骤五，根据模糊核K_opt对图像I_star进行解模糊，得到最终复原图像I_deblured；重复步骤三，直到复原所有星点。

本发明的有益效果为：