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    重庆时时彩现场直播: 一种快速和高鲁棒性自主恒星识别方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201410138623.5

    申请日:

    2014.04.08

    公开号:

    CN103954280A

    公开日:

    2014.07.30

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01C 21/02申请日:20140408|||公开
    IPC分类号: G01C21/02 主分类号: G01C21/02
    申请人: 北京控制工程研究所
    发明人: 程会艳; 武延鹏; 钟红军; 郑然; 刘达; 梁潇; 周建涛
    地址: 100080 北京市海淀区北京2729信箱
    优先权:
    专利代理机构: 中国航天科技专利中心 11009 代理人: 安丽
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410138623.5

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2016.09.21|||2014.08.27|||2014.07.30

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明是一种快速和高鲁棒性自主恒星识别方法,该方法包括下列步骤:首先从所有观测星对中找出与其匹配次数最多的导航星对,生成匹配矩阵;其次确认匹配矩阵中两两匹配对之间的匹配关系,生成匹配确认矩阵;最后依据匹配确认矩阵计算最大匹配组,得到识别结果。本发明具有识别速度快、鲁棒性好、识别概率高、误识别率低且算法实现的代价低,识别容错率高的优点。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种快速和高鲁棒性自主恒星识别方法,其特征在于包括步骤如下:
    (1)根据星敏感器视场,选出导航星两两之间夹角小于等于星敏感器视场的导航星对,并计算每个导航星对的夹角余弦值,生成导航星对角距表;
    (2)对所有观测星按能量从大到小进行排序,所述观测星为星图中用于与导航星进行匹配识别的星点;
    (3)计算观测星两两之间的夹角余弦值,生成观测星对角距表;
    (4)利用K矢量法选出与每个观测星对匹配的导航星对,其匹配的导航星对需同时满足以下两个条件:
    a)导航星对角距与观测星对角距差的绝对值小于等于角距匹配阈值;
    b)导航星对中的导航星星等与观测星对中观测星的星等差的绝对值小于等于星等匹配阈值;
    满足上述条件的导航星对组成候选导航星对角距表;
    (5)从候选导航星对角距表中找出与观测星对匹配次数最多的导航星对,组成匹配矩阵基;
    (6)依据观测星个数确定匹配阈值,并根据匹配阈值计算匹配矩阵;
    (7)根据匹配矩阵生成匹配确认矩阵,同时计算导航星对和观测星对匹配时的角距匹配误差矩阵;
    (8)根据角距匹配误差矩阵计算匹配矩阵中每个匹配对的匹配误差平均值;
    (9)根据匹配确认矩阵计算最大匹配组,所述最大匹配组为匹配矩阵中所有两两满足互匹配的匹配组中匹配组元素个数最大的匹配组,最大匹配组的最小维数为3;
    (10)对最大匹配组进行判断,若最大匹配组存在,则识别成功,进入步骤(12),否则进入步骤(11);
    (11)对步骤(6)中的匹配阈值进行如下判断:
    若匹配阈值大于最小匹配阈值,则匹配阈值自动减1,并回到步骤(6);
    若匹配阈值小于等于最小匹配阈值,则最大匹配组不存在,识别失败,进入步骤(13);
    (12)根据最大匹配组计算最终匹配组,所述最终匹配组中元素为识别成功的匹配对的序号,与匹配矩阵中的匹配对序号相对应,查找匹配矩阵可得到识别成功的观测星序号及与其对应的导航星序号;
    (13)结束本次识别。

    2.  根据权利要求1所述的一种快速和高鲁棒性自主恒星识别方法,其特征在于:所述步骤(5)中的匹配矩阵基的具体计算过程如下:
    (1)首先对观测星对及与其匹配的导航星对进行匹配计数,生成匹配计数矩阵;
    (2)对匹配计数矩阵进行统计,选出与每个观测星匹配的匹配次数最大的导航星序号及相应的匹配次数;
    (3)由观测星序号、与其匹配的导航星序号及匹配次数最大值组成匹配矩阵基。

    3.  根据权利要求1所述的一种快速和高鲁棒性自主恒星识别方法,其特征在于:所述步骤(6)中匹配阈值的确定以及匹配矩阵的计算,其具体过程如下:
    根据观测星个数选取匹配阈值,匹配阈值的初值=(观测星个数/2)向下取整,在识别过程中根据识别结果可对匹配阈值进行调整,匹配阈值的最小值为2;
    选出匹配矩阵基中满足观测星与导航星匹配的匹配次数最大值大于等于匹配阈值的匹配对,组成匹配矩阵。

    4.  根据权利要求1所述的一种快速和高鲁棒性自主恒星识别方法,其特征在于:所述步骤(9)中最大匹配组的计算方式如下:
    (1)根据匹配确认矩阵计算三角匹配组,其中三角匹配组为匹配矩阵中 所有两两满足互匹配的匹配组中匹配组元素个数为3的匹配组;
    (2)对三角匹配组的行数进行判断:
    若三角匹配组的行数大于等于1,则执行步骤(3),否则最大匹配组不存在并进入步骤(17);
    (3)初始化极大匹配组,并初始化极大匹配组的行数kc等于0,其中所述极大匹配组为基于三角匹配组查找的匹配确认矩阵中所有两两满足互匹配的匹配组;
    (4)取出三角匹配组中第i行的元素记为line_i,其中i为正整数,并进行如下判断:
    若kc大于0,且极大匹配组中任意一行的元素包含line_i,则执行步骤(14),否则执行步骤(5);
    若kc等于0,执行步骤(5);
    (5)找出匹配确认矩阵中line_i的元素值对应的行中相同的元素记为line_com_i;
    (6)找出line_com_i中除了line_i中元素之外的其他元素记为line_other_i,并进行如下判断:
    若line_other_i为空,则将line_i的元素赋值给line_com,且kc自动加1,极大匹配组的第kc行等于line_com,并执行步骤(14);
    若line_other_i不为空,则执行步骤(7);
    (7)取出line_other_i中第j个元素与line_i组成line_j,其中j为line_other_i中的元素计数,j为正整数;
    (8)找出匹配确认矩阵中line_j中元素对应的行中相同的元素组成line_sj,并进行如下判断:
    若line_sj等于line_i,将line_i的元素赋值给line_com,且kc自动加1,极大匹配组的第kc行等于line_com,并执行步骤(13);
    若line_sj等于line_j,则line_j的元素赋值给line_com,且kc自动加1,极 大匹配组的第kc行等于line_com,并执行步骤(13);
    若line_sj包含line_j,则执行步骤(9);
    (9)找出line_sj中除了line_j中元素之外的其他元素记为line_other_j;
    (10)取出line_other_j中第k个元素与line_j组成line_k,其中k为line_other_j中的元素计数,k取正整数;
    (11)找出匹配确认矩阵中line_k中元素对应的行中相同的元素组成line_sk,并进行如下判断:
    若line_sk等于line_j,则line_j的元素赋值给line_com,且kc自动加1,极大匹配组的第kc行等于line_com,并执行步骤(12);
    若line_sk等于line_k,则line_k的元素赋值给line_com,且kc自动加1,极大匹配组的第kc行等于line_com,并执行步骤(12);
    若line_sk包含line_k,则line_k的元素赋值给line_j,line_sk元素赋值给line_sj,并执行步骤(6);
    (12)若k小于line_other_j元素个数,则k自动加1,并执行步骤(12),否则执行步骤(10);
    (13)若j小于line_other_i元素个数,则j自动加1,并执行步骤(9),否则执行步骤(10);
    (14)若i小于三角匹配组的行数,则i自动加1,并执行步骤(4),否则执行步骤(15);
    (15)极大匹配组计算结束,进行如下判断:
    若kc大于0,则执行步骤(16);
    若kc等于0,则最大匹配组不存在,执行步骤(17);
    (16)记极大匹配组中匹配组元素个数最大值为Nmax,选取极大匹配组中元素个数等于Nmax的匹配组,即为最大匹配组;
    (17)结束计算。

    5.  根据权利要求4所述的一种快速和高鲁棒性自主恒星识别方法,其特 征在于:所述步骤(1)中三角匹配组的计算过程如下:
    (1)在匹配确认矩阵中增加一列用来存储导航星和观测星匹配的匹配对的序号;
    (2)将匹配确认矩阵中每一行的元素与其元素值相等的列序号相对应;
    (3)找出匹配确认矩阵中满足任意三列元素的和与其对应的三列的列序号之和相等的匹配组,并且该匹配组中的元素分别与三列的列序号都相等,满足该条件的匹配组即为三角匹配组。

    6.  根据权利要求1所述的一种快速和高鲁棒性自主恒星识别方法,其特征在于:所述步骤(12)中最终匹配组的计算方式如下:
    (1)对最大匹配组进行判断,若最大匹配组唯一,则最终匹配组等于最大匹配组,否则进入步骤(2);
    (2)对最大匹配组的所有匹配组中相同元素个数进行判断,若相同元素个数大于等于3,则最终匹配组为所有最大匹配组中不同元素组成的匹配组;否则最终匹配组为最大匹配组中匹配误差最小的一组。

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