(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210648818.9 (22)申请日 2022.06.09 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 马岩　江洁　 (74)专利代理 机构 北京君有知识产权代理事务 所(普通合伙) 11630 专利代理师 潘丹　焦丽雅 (51)Int.Cl. G06V 10/764(2022.01) G06V 10/74(2022.01) G06V 20/00(2022.01) (54)发明名称 一种基于多帧联合的非折射星和折射星分 类方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于多帧联合的非折射 星和折射星分类方法及装置。 该方法包括： 依据 帧间星点位移进行帧间的星点匹配， 并计算帧间 姿态矩阵； 根据帧间姿态矩阵构建多帧星点投影 特征； 利用折射星和非折射星之间具有的不同投 影特征性质构建折射星分类器， 并得到分类结 果。 本发明仅利用多帧间的星点位置信息对非折 射星和折射星进行分类， 分类正确率高， 不需要 进行星图识别， 也无需任何先验位姿信息 。 权利要求书3页 说明书11页 附图2页 CN 114972875 A 2022.08.30 CN 114972875 A 1.一种基于多帧联合的非折 射星和折 射星分类方法， 其特 征在于， 包括： 步骤S100， 依据帧间星点 位移进行帧间的星点匹配， 并计算帧间姿态 矩阵； 步骤S200， 根据帧间姿态 矩阵构建多帧星点投影特 征； 步骤S300， 利用折射星和非折射星之间具有的不同投影特征性质构建折射星分类器， 并得到分类结果。 2.根据权利要求1所述的一种基于多帧联合的非折射星和折射星分类方法， 其特征在 于， 所述步骤S100包括： 步骤S110， 获取第 帧图像中的所有星点的摄像机坐标系星矢量， 组成集合 ， 式中 为星矢量， 为星号， 为第 帧图像中的星点总数量； 获取第 帧图像中的所有星点的摄像机坐标系星矢量， 组 成 集 合 ，式 中 为 星 矢 量 ， 为星号， 为第 帧图像中的星点总数量； 步骤S120， 根据所述第 帧和第 帧中的星矢量， 寻找所有的匹配星点； 步骤S130， 根据所述匹配星点， 计算帧间姿态 矩阵。 3.根据权利要求2所述的一种基于多帧联合的非折射星和折射星分类方法， 其特征在 于， 所述步骤S200包括： 根据所述的帧间星点匹配与帧间姿态矩阵计算方法， 分别计算得到第 帧与前序第 帧之间的帧间姿态 矩阵； 通过所述计算得到的第 帧与前序第 帧之间的 帧间姿态 矩阵， 将任意时刻的星点 位置投影到当前 时刻； 根据针孔摄像机模型计算投影星矢量在图像坐标系下的坐标， 得到投影星点二维坐 标， 构建星点投影特 征 。 4.根据权利要求3所述的一种基于多帧联合的非折射星和折射星分类方法， 其特征在 于， 所述步骤S300包括： 根据所述星点投影特 征 ， 计算线性回归矩阵 ， 式中 与 分别为 和 的平均值； 根据所述线性回归矩阵 计算其最小特征值对应的特征向量， 记为 ， 是2x1的列向量， 是列向量 的两个数， 并根据该向量计算其垂直向量 ；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114972875 A 2根据所述向量 与向量 ， 分别计算线性回归残差 与 ， 计算公式为 和 ， 并计算折射星指数 ； 根据所述折射星指数 ， 对星点进行二分类， 定义 的星点为非折射星， 定义 的星点为折射星， 式中 为分类阈值。 5.一种多帧联合的非折 射星和折 射星分类装置， 其特 征在于， 包括： 匹配模块， 用于匹配多帧之间的星点并计算帧间姿态 矩阵； 特征模块， 用于根据所述匹配星点与帧间姿态 矩阵， 构建星点投影特 征； 分类模块， 用于根据所述星点投影特 征对非折 射星和折 射星进行分类。 6.根据权利要求5所述的一种 多帧联合的非折射星和折射星分类装置， 其特征在于， 所 述匹配模块包括： 获取单元， 用于获取第 帧图像中的所有星点的摄像机坐标系星矢量， 组成集合 ， 式中 为星矢量， 为星号， 为第 帧图像中的星点总数量； 获取第 帧图像中的所有星点的摄像机坐标系星矢量， 组成 集 合 ，式 中 为 星 矢 量 ， 为星号， 为第 帧图像中的星点总数量； 匹配单元， 用于根据所述两帧的星矢量， 寻找所有的匹配星点， 计算单元， 用于根据所述匹配星点， 计算帧间姿态 矩阵。 7.根据权利要求6所述的一种多帧联合的非折射星和折射星分类装置， 其特征在于，   所述特征模块包括： 投影单元， 用于根据针孔摄 像机模型， 计算投影星矢量在图像坐标系下的坐标； 构 建 单 元 ，用 于 根 据 所 述 投 影 星 点 二 维 坐 标 ，构 建 星 点 投 影 特 征 。 8.根据权利要求7所述的一种 多帧联合的非折射星和折射星分类装置， 其特征在于， 所 述分类模块包括： 回 归 单 元 ，用 于 根 据 所 述 星 点 投 影 特 征 ，计 算 线 性 回 归 矩 阵 ， 式中 与 分别为 和 的平均值； 还用于根据所述线性回归矩阵 计算其最小特征值对应的特征向量， 记 为 ， 并根据该向量计算 其垂直向量 ；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114972875 A 3