改进的基于主星的星图识别算法

王海涌; 费峥红; 张超

doi:null

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

改进的基于主星的星图识别算法

信息科学 | 更新时间：2020-08-12

- 改进的基于主星的星图识别算法
- An improved star pattern identification algorithm based on main star
- 光学精密工程 2009年17卷第1期页码：220-224
- 作者机构：
  
  北京航空航天大学宇航学院北京,100191
- 作者简介：
  
  [ "王海涌 (1969－),男,河北唐山人,博士,讲师,主要从事CCD精密测量、天文导航及组合导航技术的研究" ]
  [ "E-mail: why@buaa.edu.cn 费峥红 (1983－),女,山东烟台人,硕士研究生,主要从事星敏感器和天文导航技术的研究" ]
  [ "E-mail: feizhenghong@163.com 张超 (1985－),男,河北张家口人,学士,主要从事星敏感器方面的研究。E-mail: shijiazhuang7@sina.com" ]
- 基金信息：
  
  航空科学基金资助项目(No. 20060851013)()
- DOI：
  中图分类号： V448.222;TP391.41
- 收稿日期：2008-04-16，
  
  修回日期：2008-07-09，
  
  纸质出版日期：2009
- 稿件说明：
移动端阅览
王海涌, 费峥红, 张超. 改进的基于主星的星图识别算法[J]. 光学精密工程, 2009,17(1): 220-224

WANG Hai-yong, FEI Zheng-hong, ZHANG Chao. An improved star pattern identification algorithm based on main star[J]. Editorial Office of Optics and Precision Engineering, 2009,17(1): 220-224
王海涌, 费峥红, 张超. 改进的基于主星的星图识别算法[J]. 光学精密工程, 2009,17(1): 220-224 DOI：

WANG Hai-yong, FEI Zheng-hong, ZHANG Chao. An improved star pattern identification algorithm based on main star[J]. Editorial Office of Optics and Precision Engineering, 2009,17(1): 220-224 DOI：

摘要

为了建立更高效的星图识别算法

设计了一种以主星与邻星角距为识别特征的星图识别算法。构建了导航星库

将所有邻星与主星角距进行量化编码

并按照从小到大的顺序排列为特征模式字符串

串尾附加字符串长度项为聚簇索引

借以提高导航星库的检索速度;然后

利用改进的KMP字符串识别方法对观测星进行匹配识别。当存在2 pixels的高斯位置噪声时

该算法成功识别率高于97.38%

导航星库的存储容量为149.4 kB。在Pentium 1.6 GHz PC机上随机识别1 250幅星图

平均识别时间为42.78 ms。此识别算法对观测图像具有旋转不变性

对位置和星等噪声都有很好的鲁棒性

且导航星库的存储容量小、检索效率高、实时性好。

Abstract

To establish a more effective string pattern matching algorithm

a new improved star identification algorithm taking angular distances between main star and neighbor stars as recognition characteristics is designed. A guide star catalogue is constructed

and the angular distance values between main star and neighbor stars are encoded to quantized codes; then each code in characteristic character strings is rearranged from small to large in sequence. A string length code is appended to the end of the string to improve search speed of guide star catalogue

and so far the main stars neighbor pattern is finished. Finally

an improved string matching algorithm based on KMP is proposed to identify the corresponding matches to the measured star in the whole guide star patterns. The identification rate of this algorithm is greater than 97.38% when the Gauss noise of position error is 2 pixels. 1 250 star maps are identified randomly on Pentium 1.6 GHz PC

and the average identification time is 42.78 ms. This algorithm has rotation invariability

good robustness and synchronization. The catalogue storage content is only 149.4 kB

so it can offer a higher retrieval efficiency.

关键词

Keywords

references

房建成,全伟,孟小红. 基于Delaunay三角剖分的全天自主星图识别算法[J]. 北京航空航天大学学报, 2005, 31(3): 312-315. FANG J CH, QUAN W, MENG X H. All-sky autonomous star map identification algorithm based on Delaunay triangulation cutting algorithm[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2005, 31(3): 312-315. (in Chinese)[2] 李立宏, 林涛, 宁永臣,等. 一种改进的全天自主三角形星图识别算法[J]. 光学技术, 2000, 26(4): 372-374. LI L H, LIN T, NING Y CH,et al.. Improved all-sky autonomous triangle star-field identification algorithm[J]. Optics Technique, 2000, 26(4): 372-374. (in Chinese)[3] 林涛, 周建林, 张钧萍,等. 四边形全天自主星图识别算法[J]. 宇航学报, 2000, 21(2): 82-85. LIN T, ZHOU J L, ZHANG J P,et al.. All-sky automated quaternary star pattern recognition[J]. Journal of Astronautics, 2000, 21(2): 82-85. (in Chinese)[4] 阚道宏. 空间飞行器姿态确定用的CCD星敏感器 . 北京: 北京控制工程研究所, 1992. KAN D H. CCD star sensor used for attitude determination in spacecrafts . Beijing:Beijing Institute of Control Engineering, 1992. (in Chinese)[5] 魏新国, 张广军, 江洁. 基于Log-Polar变换的星图识别算法[J]. 光学技术, 2006, 32(5): 678-681. WEI X G, ZHANG G J, JIANG J. A star identification algorithm based on Log-Polar transform[J]. Optical Technique, 2006, 32(5): 687-681. (in Chinese)[6] ROMAN N G,HWARREN W. Smithsonian astrophysical observatory star catalog (SAO) documentation[Z]. The Machine-Readable Version (Version 1990). NSSDC/WDC-A-R&S 89-08.[7] 房建成, 宁晓琳, 田玉龙. 航天器自主天文导航原理与方法 . 北京: 国防工业出版社,2006. FANG J CH, NING X L, TIAN Y L. Principle and Method of Autonomous Celestial Navigation of Spacecraft[M]. Beijing: National Defense Industry Press,2006. (in Chinese)[8] 李立宏, 徐洪泽, 张福恩. 一种改进全天自主栅格星图识别算法[J]. 光学技术,2000, 26(3): 204-210. LI L H, XU H Z, ZHANG F E. A kind of improved grid algorithm for all-sky autonomous star field identification[J]. Optical Technique, 2000, 26(3): 204-210. (in Chinese)

浏览量

715

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于相似三角形的星图识别

基于多特征匹配的快速星图识别算法

基于多特征匹配的快速星图识别

基于最大内角的三角形星图识别算法

星敏感器CMOS电路板靶面自动装调系统