卷帘快门式CMOS探测器的星图像移补偿

摘要：

本文研究了卷帘快门式CMOS成像器件在拍摄星图时引入的快门效应.根据卷帘快门CMOS图像传感器的成像原理和特点,分析了星图中由于快门效应导致的星点变化情况,对该成像方式引入的图像变形,提出了一种像移补偿方法.该方法在已知星图拍摄帧频、CMOS图形传感器相邻行曝光时间间隔的基础上,通过对相邻星图中的星点进行目标提取、质心计算以及星点质心匹配等操作,完成景物在像面上像移速度的计算,最后结合该速度值和CMOS图像传感器的行曝光时间间隔,计算星点质心在单帧星图中的像移,逆向补偿.通过实际拍摄的星图对算法的效果进行测试,实验结果表明,利用补偿后的星图解算姿态数据时,其中非机动模式下与两个星敏的夹角误差可达到0.5"以内,机动模式下与两个星敏的夹角误差也可达到0.6"左右,不仅明显优于补偿前,且精度高于很多目前主流的星敏感器.该实验结果不仅证明了算法的有效性,而且在一定程度上推广了卷帘快门式CMOS相机在航空航天领域的应用.

关键词：CMOS图像传感器、卷帘快门、星图、星点提取、星点匹配

所属期刊栏目：13

分类号：D590.35;D510.40(世界政治制度史)

资助基金：国家重点研发计划资助项目;国家自然科学基金资助项目

在线出版日期：2021-03-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1276-1284