[发明专利]基于动态夹角匹配的星敏感器星图识别方法

权利要求书

1.一种基于动态夹角匹配的星敏感器星图识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

构建导航星库，包括下列步骤：

从星表中选取符合识别要求的恒星作导航星；对导航星进行特征提取得到导航星的特征矢量，所述特征矢量作为导航星的星模式特征，包括导航星和邻星之间的距离r_i以及各相邻邻星之间的夹角θ_i；以及记录储存导航星星模式特征，即导航星对应的N个邻星的距离特征和夹角特征，特征矢量v_θ＝{θ₁，θ₂，...，θ_N}，v_r＝{r₁，r₂，...，r_N}；

执行动态夹角初始匹配，包括下列步骤：

选定待识别参考星以及它周围的邻星，构造星模式特征，得到各相邻邻星之间的夹角特征{θ₁，θ₂，...，θ_N}、参考星与邻星之间的距离特征{r₁，r₂，...，r_N}，将组合{θ_k，r_k}作为动态夹角特征；在导航星库中搜索包含上述动态夹角特征的导航星star_id作为侯选星；以及记录参考星的第k组特征和上述符合初始匹配要求的导航星star_id的第l组特征为一对匹配组；

执行匹配度计算，包括下列步骤：

定义参考星R的各邻星夹角和距离特征为ref＝{(θ₁，r₁)，(θ₂，r₂)，...，(θ_m，r_m)}，侯选星star_id的各邻星夹角和距离特征为其中，m和n分别为生成参考星R和侯选星star_id生成特征的邻星个数；将符合初始匹配要求的匹配组作为后续匹配的起点，计算待识别参考星R与筛选出来的候选星star_id之间的特征匹配数num_match；以及使用特征匹配数num_match与候选星邻星数量num_neighbor的比值作为描述匹配程度的标准，以根据下列公式得到匹配度得分：

其中匹配度得分similar_score的取值范围为[0，1]，其中该值越大表示参考星与当前侯选星之间的匹配程度越高；从侯选星得到的多个匹配度中选择最大的匹配度得分作为自己的最终得分；以及选取最终匹配度得分最大的侯选星作为待识别参考星的识别结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从星表中选取符合识别要求的恒星作导航星包括下列步骤：

从SAO J2000星表中去除不稳定的变星及难以区分的双星，并结合星敏感器的敏感星等最终选取的4956颗恒星。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对导航星进行特征提取包括下列步骤：

以导航星X为圆心，视场大小的一半FOV/2作为半径做圆，在该圆内的N个星点作为邻星，按照逆时针的顺序分别记为{S₁，S₂，...，S_N}；以及连接各个邻星{S₁，S₂，...，S_N}与导航星X，并利用下列公式分别求得各相邻邻星之间的夹角{θ₁，θ₂，...，θ_N}以及参考星和邻星之间的距离{r₁，r₂，...，r_N}：

其中和x_i和y_i分别为第i个邻星在图像坐标系中的坐标，N是视场中所有邻星的总数目，x_c和y_c为导航星在图像坐标系中的坐标。