[发明专利]一种星敏感器

说明书

本发明提供一种星敏感器，用于解决现有星敏感器的功耗过大、实时性较差的问题，星敏感器可以包括：图像传感器电路21和星提取电路22，星提取电路22基于现场可编程门阵列FPGA；图像传感器电路21用于对光学系统1得到的光学成像进行信号处理和采样，得到数字化的星图；星提取电路22用于获取星图，并对星图进行星点提取，将星点提取的结果信息输出至外部设备3，以使得外部设备3根据星点提取的结果信息进行星图识别和姿态确定，外部设备3设置在星敏感器2的外部。

技术领域

本发明涉及芯片设计领域，特别涉及一种星敏感器。

背景技术

星光导航是天文导航中的一种，它通过星敏感器获取当前形体的观测数据，进而确定航天器的姿态和位置。星敏感器具有可靠性高，捕获跟踪能力强等特点，是航天器姿态测量系统的重要组成部分。星点提取是星敏感器获取星点位置坐标的过程，星点提取算法的精度在很大程度上影响星敏感器姿态测量精度。随着航天技术的发展，对导航的精度和实时性要求更高了，提高星敏感探测器的精度刻不容缓，因此优化星点提取算法是非常有意义的。

目前主要在数字信号处理器(digital signal processing，DSP)实现星点提取算法，且DSP所在的控制与数字处理电路均位于星敏感器中，如图1所示，星敏感器一般包括图像传感器电路和控制与数据处理电路，控制与数据处理电路的工作过程一般包括星点提取、星图识别和姿态确定等。

精度的提高势必会增加算法的复杂程度，这使得传统的DSP难以满足实时性以及功耗的要求。

发明内容

本发明实施例提供了一种星敏感器，用于解决现有星敏感器的功耗过大、实时性较差的问题。

本发明实施例提供了一种星敏感器，包括：

图像传感器电路21和星提取电路22，所述星提取电路22基于现场可编程门阵列FPGA；

所述图像传感器电路21用于对光学系统1得到的光学成像进行信号处理和采样，得到数字化的星图；

所述星提取电路22用于获取所述星图，并对所述星图进行星点提取，将星点提取的结果信息输出至外部设备3，以使得所述外部设备3根据所述星点提取的结果信息进行星图识别和姿态确定，所述外部设备3设置在所述星敏感器2的外部。

可选的，所述星提取电路22包括滤波模块221、连通域提取模块222和亚像素定位模块223；

所述滤波模块221用于对所述星图进行滤波去噪；

所述连通域提取模块222用于从经过滤波的所述星图中提取星点的位置信息；

所述亚像素定位模块223用于根据所述星点的位置信息提取所述星点的质心信息。

可选的，所述滤波模块221包括中值滤波单元2211、均值滤波单元2212和减法器2213；

所述中值滤波单元2211用于对所述星图进行中值滤波，所述均值滤波单元2212用于对所述星图进行均值滤波，所述减法器2213用于对所述中值滤波单元2211输出的第一滤波结果和所述均值滤波单元2212输出的第二滤波结果进行差运算，得到经过滤波的所述星图。

可选的，所述连通域提取模块222包括阈值计算单元2221和连通域判断单元2222；

所述阈值计算单元2221用于计算经过滤波的所述星图的阈值矩阵，所述连通域判断单元2222用于根据所述阈值矩阵对经过滤波的所述星图进行连通域判断，得到星点的位置信息。

可选的，所述亚像素定位模块223包括参数计算单元2231和质心定位单元2232；