[发明专利]一种太阳光入射角的计算方法及装置

摘要

本发明涉及一种太阳光入射角的计算方法及装置，其步骤包括：1)在实验室中获取太阳光线垂直入射时的标准模板图像，通过质心算法计算成像点的原点质心位置；将所述原点质心位置预置于处理器中；2)运行环境中太阳光入射角的计算i)当时刻t时，获取成像点图像，通过所述质心算法计算质心位置；ii)计算每个成像点的原点质心位置差；iii)计算所述成像点图像的位置差均值；vi)计算每个所述成像点的位置平均差；v)对每个所述成像点的位置平均差进行滤波，将满足滤波条件的成像点构成新成像点集合；vi)计算滤波后原点质心位置差为；vii)计算t时刻太阳光入射角α_t和β_t。本发明广泛用于航天器上姿态测量控制系统，解决由光引入器的单孔计算精度失准而导致的装置不能正常工作的问题。

主权项

1、一种太阳光入射角的计算方法，其步骤包括：1)在实验室中获取太阳光线垂直入射时的标准模板图像，通过质心算法计算成像点的原点质心位置(x0k，y0k)，k＝1，…，p，p为成像点数目；将所述原点质心位置(x0k，y0k)预置于处理器中；2)运行环境中太阳光入射角的计算i)当时刻t时，获取成像点图像，通过所述质心算法计算质心位置(xtk，ytk)；ii)计算每个成像点的原点质心位置差(Δxtk，Δytk)$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\Δx}}_{\mathrm{tk}}=x_{\mathrm{tk}}-x_{0k}\\ {\mathrm{\Δy}}_{\mathrm{tk}}=y_{\mathrm{tk}}-y_{0k}\end{array}\right.;$iii)计算所述成像点图像的位置差均值(Δxt，Δyt)$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}{\stackrel{\‾}{x}}_t=\frac{1}{p}\underset{k=1}{\overset{p}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Δx}}_{\mathrm{tk}}\\ \mathrm{\Δ}{\stackrel{\‾}{y}}_t=\frac{1}{p}\underset{k=1}{\overset{p}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Δy}}_{\mathrm{tk}}\end{array}\right.;$vi)计算每个所述成像点的位置平均差(Δxtk，Δytk)Δxtk＝Δxtk-Δxt；Δytk＝Δytk-Δytv)对每个所述成像点的位置平均差(Δxtk，Δytk)进行滤波，设滤波阈值为ξ，将满足滤波条件的成像点构成新成像点集合；所述滤波条件为：$\left\{\begin{array}{c}-\mathrm{\ξ}\<\mathrm{\Δ}{\stackrel{\‾}{x}}_{\mathrm{tk}}\<\mathrm{\ξ}\\ -\mathrm{\ξ}\<{\mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{y}}_{\mathrm{tk}}\<\mathrm{\ξ}\end{array}\right.k=1,\·\·\·,m$m为所述新成像点集合中成像点数目；vi)计算滤波后原点质心位置差为(Δx，Δy)$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{x}=\frac{1}{m}\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Δx}}_{\mathrm{tk}}\\ \mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{y}=\frac{1}{m}\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Δy}}_{\mathrm{tk}}\end{array}\right.;$vii)计算t时刻太阳光入射角αt和βi：$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\α}}_t={\tan }^{-1}\left(\frac{-\mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{x}}{f}\right)\\ {\mathrm{\β}}_t={\tan }^{-1}\left(\frac{-\mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{y}}{f}\right)\end{array}\right.$f为焦距。