[发明专利]一种基于最优路径的多端点星图识别方法

权利要求书

1.一种基于最优路径的多端点星图识别方法，其特征在于它包括以下步骤：

S1、构建导航星库，并根据最小权重生成树的思想构建含导航星特征模式的导航特征库；

S2、处理观测星图，并基于最小权重生成树的思想生成观测星的特征模式；

S3、基于双向Hausdorff距离，对导航星特征模式和观测星特征模式进行匹配识别。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于S1中所述导航星库中包括了导航星编号、导航星星等、导航星赤经、赤纬和方向向量；导航星在天球坐标系下的方向矢量V_star：

其中，α为导航星的赤经，δ为导航星的赤纬。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于S1中导航特征库的构建包括以下步骤：

S1-2-1、选择任意一颗导航星S作为主星，记录在其邻域半径R内其余伴星的编号，取邻域半径R为三分之一相机视场，即为:R＝FOV/3，其中FOV表示为相机视场；并计算主星和其余伴星的角距d_si与前后伴星之间的角距d_ij：

其中，V_s表示主星S的方向矢量，V_i表示伴星i的方向矢量，V_j表示伴星j的方向矢量

S1-2-2、根据主星和伴星、伴星与伴星之间的位置关系，构造无向图G＝(V,E)：主星和伴星的编号作为无线图的顶点；主星和伴星、前后伴星相连作为边(u,v)；主星和伴星、前后伴星之间的角距作为权重w(u,v)；

S1-2-3、采用最小权重生成树的思想来构造主星的特征模式：

①选取主星为最小权重生成树的起点，加入已访问节点集中，其余节点都属于未访问节点集；选取与主星相连通的边加入可能最小权重边集合中；

②选取与主星连接的具有最小权重的边，将该边的另一个端点加入已访问节点集；并更新可能最小权重边集：该集中包含所有起点为已访问节点，终点为未访问节点的边；

③选取最小可能权重边集中具有最小权重的边，并将新端点加入已访问节点集；同时更新可能最小权重边集；

④重复以上操作，直到无向图中的所有端点都在已访问节点集中，即主星和所有伴星都遍历完成；

将已访问节点集中的星号，按照加入先后顺序构成特征模式A；将前后加入的最小权重按照前后顺序构成特征模式B；并将最小权重总和作为特征模式C；

至此，获得主星的特征模式；

S1-2-4、任意一颗导航星S作为主星，重复S1-1至S1-3，获得导航特征库。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于S2中所述观测星图的处理步骤为：

S2-1、观测星图经过图像分割后，利用带阈值的加权质心法将星点坐标(X,Y)提取出来；

S2-2、求出星点在相机坐标系下的方向矢量V_pic：

式中，X、Y分别表示星点在像平面上的横坐标和纵坐标，xo、yo表示像平面主点的横坐标和纵坐标，f表示相机焦距，dx、dy表示相机在x、y方向上的像元尺寸；

S2-3、计算像平面上的星点pic与像平面主点o的距离d_pic-o：

并根据距离远近依次编号，规定距离最近的星点为一号星；

S2-4、采用导航星构造特征模式的方法步骤，对观测星构造相应的特征模式；

S2-5、任意一颗观测星pic作为主星，重复S2-1至S2-4，获得各观测星的特征模式。