遥感测量工具星图识别算法研究

发布时间：2020-07-12 14:16

【摘要】：随着遥感测量技术越来越快速地发展，对卫星的图像定位精度的技术要求逐渐在提高，利用恒星定标是一种新的几何定标方法。本文围绕利用恒星几何定标的星图识别算法展开研究，提出了一种四边形算法，并将其应用于大视场角成像器件的星图识别和视轴定标过程。 本文按照ZXY旋转顺序转换矩阵的求解方法，推导了从天球地平坐标系到星敏感器坐标系的旋转矩阵，推导了星敏感器坐标系到像平面坐标系的平移变换关系，为星图识别提供了理论基础。在总结各个经典星图识别算法的优点后，引出了四边形算法。 为完成四边形算法的星图识别，采用灰度阈值分割算法和改进的连通域搜索算法对星图进行图像预处理，从观测星图中提取了前20~30颗最亮的星点目标，并用带阈值的质心细分定位法，提取出星点质心在像平面坐标系下的位置坐标，而后按照四个星点两两之间共6个星角距构建观测四边形数据库，并按照升序的方式存储。同时，从标准星表中利用星等阈值的方式筛选出四等导航星表，共518颗星，构建并存储了32232个导航四边形。 本文利用四边形算法，将星图识别分为四边形匹配和顶点方向判断两个过程，利用在多种环境下采用大视场角相机地面观星试验拍摄的实际星图，进行了四边形星图识别算法的仿真验证，得到了较好的识别效果，进而计算相机的实际视轴指向，并得到其重复精度。仿真结果表明，利用四边形算法进行星图识别，识别特征维数增大到了6个星间角距，减少了冗余匹配率，且识别成功率达到90%以上，利用四边形算法对大视场角相机的视轴指向进行几何定标是可行的，计算的重复精度在±0.04。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP751

【参考文献】

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本文编号：2752075