[发明专利]一种基于FPGA的高速星点检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的高速星点检测方法及系统，其中本发明系统包括：顶层控制模块、数据缓存模块、阈值计算模块、均值方差计算模块和星点判断模块。其中顶层控制模块、数据缓存模块、阈值计算模块、均值方差计算模块和星点判断模块均在FPGA中运行，其中数据缓存模块、阈值计算模块、均值方差计算模块和星点判断模块顺次连接，其中数据缓存模块、阈值计算模块、均值方差计算模块和星点判断模块是顶层控制模块的子模块。本发明方法利用顶层控制模块实现Z个通道数据间连接，数据缓存模块实现每个通道的M行数据预缓存，阈值计算模块实现不同位置的数据计算，均值方差计算模块计算开窗中心点的均值和方差值，星点判断模块判断星点有效性并记录坐标。本发明结合成像效果，能够利用FPGA实现高速星点检测，检测时间是1行图像传输时间的1/Z。

技术领域

本发明涉及一种星点检测方法及系统，特别是一种基于FPGA的高速星点检测方法及系统。

背景技术

空间产品姿态测量和定位一般都需要星敏感器来实现，星敏感器根据采集到的多个星点位置，进行星图匹配，得到产品姿态并进行姿态校正，以前，星敏感器检测1帧图像星点信息的结束时间比图像传输完成时间要延迟1行的传输时间。当图像过于大时，由于DSP资源有限，直接将图像传给DSP进行星点检测，无法实现。

发明内容

本发明公开了一种基于FPGA的高速星点检测方法及系统，解决现有星点检测方法延时过长的问题。

有鉴于此，本发明提供的技术方案是：一种基于FPGA的高速星点检测系统，其特征在于，包括：顶层控制模块、数据缓存模块、阈值计算模块、均值方差计算模块和星点判断模块，所述顶层控制模块、数据缓存模块、阈值计算模块、均值方差计算模块和星点判断模块均在FPGA中运行，其中数据缓存模块、阈值计算模块、均值方差计算模块和星点判断模块顺次连接，

所述顶层控制模块，用于Z个通道数据间连接，每个通道的图像信号按像素行存储在RAM中；

所述数据缓存模块，用于每个通道的M行数据预缓存；

所述阈值计算模块，用于将所述数据缓存模块释放出的M行数据，以中间像素行作为中心开M×N窗口，进行不同位置的数据计算，所述M为开窗的行数；

所述均值方差计算模块，用于计算开窗中心点的均值和方差值，得到灰度分割低阈值；

所述星点判断模块，用于判断星点有效性并记录坐标。

本发明的另一目的在于提供一种基于FPGA的高速星点检测方法，其特征在于，包括：

顶层控制模块连接Z个通道间数据，每个通道的图像信号按像素行存储在RAM中；

数据缓存模块将每个通道的M行数据预缓存；

阈值计算模块将所述数据缓存模块释放出的M行数据，以中间像素行作为中心开M×N窗口，进行不同位置的数据计算，所述M为开窗的行数；

均值方差计算模块计算开窗中心点的均值和方差值，得到灰度分割低阈值；

星点判断模块判断星点有效性并记录坐标；

所述顶层控制模块、数据缓存模块、阈值计算模块、均值方差计算模块和星点判断模块均在FPGA中运行，其中数据缓存模块、阈值计算模块、均值方差计算模块和星点判断模块顺次连接。

本发明实现了以下显著的有益效果：