Consideration on Actualizing the Non-Dimensional Star Pattern Recognition Algorithm for a Typical Laboratory Star Tracker

Roshanian, Jafar; Yazdani, Shabnam; Hasani, S. Mehdi; Ebrahimi Kachouie, Masoud

Consideration on Actualizing the Non-Dimensional Star Pattern Recognition Algorithm for a Typical Laboratory Star Tracker

Authors

Jafar Roshanian ¹

Shabnam Yazdani ²

S. Mehdi Hasani ²

Masoud Ebrahimi Kachouie ²

¹ Professor, Department of Aerospace Engineering, K.N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran

² Department of Aerospace Engineering, K.N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran

Abstract

Star trackers are one of the most accurate attitude determination devices of a spacecraft. Star trackers are able to determine the spacecraft attitude with the use of recognizing the stars within their field of view. One of the major subsystems of star tracker software is the star pattern recognition algorithm. In this research a novel star pattern recognition algorithm called Non-Dimensional is considered. This algorithm can recognize the stars within its field of view without using the information of camera calibration. In order to fulfill this goal, the algorithm requires a database which contains the star inertial information. Afterwards a fast search method is used to compare the combinations on the image with database. Eventually there has been a tradeoff between database volume and the update frequency for a better performance.

Keywords

Star tracker

Star pattern Recognition Algorithm

Non

Dimensional Method

Vector Search Technique

Article Title Persian

ملاحظاتی در پیاده‌سازی الگوریتم شناسایی بدون بعد برای نوعی سامانة ستاره‌یاب آزمایشگاهی

Authors Persian

جعفر روشنی یان ¹

شبنم یزدانی ²

سیدمهدی حسنی ²

مسعود ابراهیمی کچویی ²

¹ استاد، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

² دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

Abstract Persian

ستاره‌یاب یا سامانه ناوبری نجومی، یکی از دقیق‌ترین ابزارهای تعیین وضعیت ماهواره به شمار می‌رود. این سامانه قادر است با شناسایی ستارگان موجود در محدوده دید اقدام به تعیین وضعیت ماهواره نماید. یکی از بخشهای مهم این سامانه، نرم افزار شناسایی الگوی ستارگان است. در پژوهش حاضر یکی از جدیدترین الگوریتم‌های شناسایی الگوی ستارگان با عنوان الگوریتم شناسایی بدون بعد مورد بررسی قرار گرفته است. این الگوریتم بدون وابستگی به متغیرهای تنظیم دوربین قادر است ستارگان موجود در تصویر را شناسایی نماید. در این راستا ابتدا پایگاه داده‌ای شامل اطلاعات ستارگان و مشخصه شناسایی آنها تهیه شده است. سپس یک روش جستجوی سریع به عنوان ابزار جستجو در این پایگاه بکار رفته و در نهایت بین اندازه پایگاه داده و سرعت به‌روزرسانی اطلاعات وضعیت مصالحه‌ای برقرار گشته است.

Keywords Persian

ستاره‌یاب

الگوریتمهای شناسایی الگو

روش بدون بعد

روش بردار k

Padgett, and Kreutz-Delgado, K., “A Grid Algorithm for Autonomous Star Identiﬁcation,” IEEE Aerospace and Electronics Systems Magazine, Vol. 7, No.1, 1997, pp. 202-213.
Kolomenkin, M., Pollak, S., Shimshoni, I. and Lindenbaum, M., “Geometric Voting Algorithm for Star Trackers,” IEEE Trans. Aerospace Electron. Syst. Vol. 44, No.1, 2008, pp. 441–456.
Mortari, D., Junkins, J. J. and Samaam, M. A. “Lost-In-Space Pyramid Algorithm for Robust Star Pattern Recognition,” Presented as paper AAS 01-004 at the Guidance and Control Conference, Breckenridge, Colorado, 2001.
Mortari, D. and Samaan, M. A., “Non-Dimensional Star Identification for Uncalibrated Star Cameras,” The Journal of the Astronautical Sciences, Vol. 54, No. 1, 2006, pp. 1–17.
Swanzy, M. J., “Analysis and Demonstration: A Proof of Concept Compass Star Tracker,” [Master Thesis], Texas A&M University December, 2006.
Samaan, M. A., Bruccoleri, Ch., Mortari, D., and Junkins, J., “Novel Techniques for Creating Nearly Uniform Star Catalog,” Texas A&M University, Paper AAS03-609, 2003.
Mortari, D., “Search-less Algorithm for Star Pattern Recognition,” Journal Astronaut. Science, Vol. 45, No.2, 1997, pp. 179–194.
Mortari, D., “K-vector Range Searching Techniques,” AAS 00-128 of the 10^th Annual AIAA/AAS Space Flight Mechanics Meeting, Clearwaters, FL, 2000