2024年4月23日发(作者：)

用FPGA实现星图目标的质心提取

第33卷(2005)第10期计算机与数字工程63

用FPGA实现星图目标的质心提取'

杨清珍)陈朝阳)沈绪榜),2l陈新武)

(华中科技大学图像识别与人工智能研究所"武汉430074)

(西安微电子技术研究所西安710054)

摘要

针对星图的具体特征,对星图目标进行识别和定位,把传统的扩展象素标记法改造

成便于用硬件实现的算法,并给出

了具体的实现方法.本设计将目标分割和质心计算两个步骤用FPGA合并处理,从

而实现了快速的质心提取,为后续的图

像匹配争取了时间.

关键词:扩展象素标记法目标识别质心定位

中图分类号:TN47

CentroidI_xw~tingforStarImageObjectbyFPGA

YangQingzhen)ChenChaoyang)ShenXubang"?)ChenXinwu"

(InstituteforPatternRecognitionandArtificialIntelligence,HUST,Wuhan430074)

(Xi,anInstituteofMicroelectmnics2),xi,an710054)

Abstract:Fromthecharacterofstarimage,anapproachisproposedtOlocatetheCentroidsoft

ditionalpixella.

belingtec}miqueisenhancedtorealizeusinghaMware,igni

ncorporatesObjectRecognitionand

CentroidLocating,itofthisapproachisfastCe

rmore.

thesucceedingimagematchingtimeisgreatlyreduced.

Keywords:pixellahelingtechnique,objectrecognition,centercoordination

Classnumber:TN47

航天器姿态测量系统是航天器姿态控制的基

础,其工作的可靠性对航天器的正常运行起着至关

重要的作用.星敏感器的工作原理是以天空中的

恒星作为参照物,利用CCD(或CMOS)相机某一

时刻拍摄到的某一幅星图,进行星点提取,观测恒

星识别,姿态计算等处理,最后给出航天器三轴姿

态[1l.

如何从图像传感器输出的原始星图图像中准

确快速的提取出用于星图识别的有用信息(星体的

位置坐标),满足实时性要求,是导航系统正确工作

的基础L引.

1星图及星图图像处理的特点

星敏感器以恒星为观测目标.恒星可以看作

+

收到本文时间:2005年3月4日

无穷远的具有一定光谱特性的点光源,因此其在图

像传感器的感光面上成像为分布在较暗背景上的

点状光斑,光斑的灰度分布反映了星的亮度(即星

等).一般情况下,可以直接通过设定背景阈值的

方法将背景和目标分离开.星图中观测星的数目

和视场FoV(FieldofView)大小和光学系统对星

等的敏感度有关.考虑一般情况,在8.×8.大小的

FoV内,当星等的敏感度为6.5等星(即可以敏感

亮度大于6.5等的星)时,视场内的平均观测星的

数目约为10,可以满足星图识别的要求.

由于星图图像一般较大(分辨率通常为512×

512或者1024×1024),因此星图的底层处理中的

显着特点就是数据量大.为了实现处理的实时性,

星图的底层处理算法不能过于复杂.同时考虑到