KR20080058748A - Star sensor image correction system and integrated star sensor system compensating spacecraft jitter interference - Google Patents

Star sensor image correction system and integrated star sensor system compensating spacecraft jitter interference Download PDF

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KR20080058748A KR1020060132821A KR20060132821A KR20080058748A KR 20080058748 A KR20080058748 A KR 20080058748A KR 1020060132821 A KR1020060132821 A KR 1020060132821A KR 20060132821 A KR20060132821 A KR 20060132821A KR 20080058748 A KR20080058748 A KR 20080058748A
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박근주
주광혁
박영웅
이훈희
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한국항공우주연구원
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Abstract

An image correction system for a star sensor and a star sensor system capable of canceling jitter are provided to improve attitude determination of a spacecraft by compensating a distorted image to use the compensated image for attitude control of the spacecraft. An image correction system(20) for a star sensor comprises an optical system(2), a CCD imager(3), a plurality of accelerometers(21), a band-pass signal processing unit(22), and an image compensating and processing unit(23). The optical system condenses light of a star and enlarges/reduces an image of the star. The CCD imager is coaxially mounted with the optical system, and senses the star image that is enlarged or reduced by the optical system. The accelerometers are mounted on the CCD imager to measure acceleration of the jitter of the CCD imager in a direction of at least one azimuthal axis. The signal processor performs double integration on the acceleration information measured by the accelerometers to calculate displacement of the CCD imager in a direction of each azimuthal axis, and calculates amplitude of the displacement in a direction of each azimuthal axis by deducting the minimum from the maximum of the displacement. The image compensating and processing unit corrects the image of the star by extracting coordinates of the star image on an image plane of the CCD imager, deducting the amplitude from the extracted coordinates, and arranging the star image on the deducted coordinates so as to correct the star image.

Description

별센서 영상이미지 보정 시스템 및 미세진동 상쇄 별센서 시스템{Star sensor image correction system and integrated star sensor system compensating spacecraft jitter interference}Star sensor image correction system and integrated star sensor system compensating spacecraft jitter interference

도 1은 종래의 별센서 시스템의 구성도.1 is a block diagram of a conventional star sensor system.

도 2는 미세진동에 의한 별 영상의 왜곡을 나타내는 개념도.2 is a conceptual diagram illustrating distortion of star images due to micro-vibration.

도 3은 본 발명에 따른 미세진동 상쇄 별센서 시스템의 구성도.Figure 3 is a block diagram of a micro-vibration offset star sensor system according to the present invention.

도 4는 CCD Imager와 가속도계의 결합을 나타내는 개념도.4 is a conceptual diagram showing the combination of a CCD imager and an accelerometer.

도 5는 미세진동 보정을 위한 진폭 결정과정에 대한 개념도.5 is a conceptual diagram of an amplitude determination process for fine vibration correction.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

1 : 종래의 별센서 시스템 2 : 광학계1: conventional star sensor system 2: optical system

3 : CCD Imager 4 : 이미지 처리부3: CCD Imager 4: Image Processing Unit

5 : 별 패턴처리 및 자세계산 컴퓨터 6 : CCD Imager의 이미지 평면5: Star pattern processing and computer generated from the world 6: Image plane of CCD Imager

7 : 왜곡이 없는 경우의 별 영상7: Star image without distortion

8 : X축 방향의 미세진동에 의해 왜곡된 별 영상8: Star image distorted by micro vibration in X-axis direction

9 : Y축 방향의 미세진동에 의해 왜곡된 별 영상9: Star image distorted by micro vibration in Y-axis direction

10 : X축 및 Y축 방향의 복합 미세진동에 의해 왜곡된 별 영상10: Star image distorted by complex microvibrations in the X- and Y-axis directions

11 : X축 및 Y축 방향의 복합 미세진동에 의해 왜곡된 별 영상11: Star image distorted by complex microvibrations in the X- and Y-axis directions

20 : 미세진동 상쇄 별센서 시스템 21 : 가속도계20: fine vibration cancellation star sensor system 21: accelerometer

22 : 대역통과 신호처리부 22: band pass signal processing unit

23 : 영상보정 및 이미지 처리부 24 : Y축 가속도계23: image correction and image processing unit 24: Y-axis accelerometer

25 : X축 가속도계 26 : 가속도계 출력 패턴25 X-axis accelerometer 26 Accelerometer output pattern

27 : 속도 패턴 28 : 변위 패턴27: speed pattern 28: displacement pattern

29 : 진폭29: amplitude

본 발명은 가속도계를 이용하는 별 센서 영상이미지 보정 시스템 및 미세진동 상쇄 별센서 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 별 센서에서 감지되는 영상이 미세진동에 의해 왜곡되는 경우 가속도계를 이용하여 왜곡된 영상의 변위를 측정하여 보상함으로써 별 센서에서 감지되는 영상을 보정하고, 보정된 영상을 이용하여 비행체의 자세를 제어를 함으로써 비행체의 자세결정 성능을 향상시키기 위한 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a star sensor image image correction system using an accelerometer and a fine vibration canceling star sensor system. More particularly, when an image detected by a star sensor is distorted by micro vibration, displacement of a distorted image using an accelerometer The present invention relates to a system for improving the attitude performance of a vehicle by compensating the image sensed by a star sensor by compensating and controlling the attitude of the vehicle using the corrected image.

우주비행체의 자세제어계에 사용되는 별센서는 광학계의 관측각 내에 감지되 는 별의 위치 또는 밝기 등을 측정하는 것으로서 우주비행체의 자세에 널리 이용되고 있다.The star sensor used in the attitude control system of the space vehicle is widely used in the attitude of the space vehicle as a measure of the position or brightness of the star detected within the observation angle of the optical system.

도 1은 종래의 별센서 시스템(1)의 구성도이다. 렌즈 등으로 구성되는 광학계(2)는 상대적으로 적은 광량을 가진 별의 광 에너지를 집중시키며, CCD Imager(3)는 광학계(2)를 통과한 별의 영상을 감지한다. 이미지 처리부(4)는 CCD Imager(3)에서 감지된 별의 영상을 디지털 정보로 변환하고 별 위치의 중심을 찾게 된다. 이후 별 패턴처리 및 자세계산 컴퓨터(5)는 변환된 별의 정보를 컴퓨터(5) 내에 저장된 별 데이터베이스와 비교하고 별의 패턴을 분석하여 별센서의 시선백터의 방향을 계산하여 우주비행체의 자세정보를 처리하게 된다.1 is a block diagram of a conventional star sensor system (1). The optical system 2 composed of a lens or the like concentrates the light energy of a star having a relatively small amount of light, and the CCD imager 3 senses an image of a star passing through the optical system 2. The image processor 4 converts the image of the star detected by the CCD imager 3 into digital information and finds the center of the star position. Afterwards, the star pattern processing and computerized world computer 5 compares the converted star information with the star database stored in the computer 5, analyzes the star pattern, calculates the direction of the star vector of the star sensor, and calculates the attitude information of the space vehicle. Will be processed.

이때 별센서를 탑재하고 있는 우주비행체에서는 우주비행체에서 사용되는 작동기 및 탑재체의 구동으로 인하여 미세진동이 발생하게 되는데, 이러한 미세진동은 우주비행체의 자세제어 대역을 벗어나는 고주파인 특성이 있어서 우주비행체의 자세제어계에 의한 보상이 불가능하다. 따라서 별센서는 이러한 미세진동의 영향을 받게 되므로 별센서에서 감지하는 별의 영상에는 미세진동의 영향이 나타나게 되며, 그 결과 별센서에서 감지된 영상정보를 이용한 우주비행체의 자세결정도 영향을 받게 되어 자세결정의 정밀도가 떨어지는 문제점이 있었다. 즉, 도 2에 나타낸 바와 같이 미세진동이 없는 경우에는 CDD Imager의 이미지 평면(6)에서 얻게 되는 별의 영상은 도면부호 (7)의 형태를 갖게 되지만, X축 방향의 미세진동에 의해서는 도면부호 (8)과 같은 왜곡이 발생하며, Y축 방향의 미세진동에 의해서는 도면부호 (9), 그리고 X축 방향 및 Y축 방향의 복합 미세진동에 의해서는 도면부호(10) 및 (11)과 같이 별의 형상에 왜곡이 발생한다. 그 결과 왜곡된 영상정보가 우주비행체의 자세결정에 사용된다면 자세결정의 정밀도가 떨어지게 되는 문제점이 있었다.At this time, in the space vehicle equipped with a star sensor, micro vibrations are generated due to the actuators and payloads used in the space aircraft, and the micro vibrations have a high frequency characteristic that is out of the attitude control band of the space aircraft. Compensation by the control system is not possible. Therefore, the star sensor is affected by the micro-vibration, so the micro-vibration effect is shown on the star image detected by the star sensor. As a result, the attitude of the space vehicle using the image information detected by the star sensor is also affected. There was a problem that the precision of the attitude determination was poor. That is, as shown in FIG. 2, when there is no micro vibration, the star image obtained in the image plane 6 of the CDD imager has the shape of reference numeral 7, but the micro vibration in the X-axis direction Distortion as shown in (8) occurs, and the reference numeral (9) is indicated by the microscopic vibration in the Y-axis direction, and the reference numerals (10) and (11) by the combined fine vibration in the X-axis and Y-axis directions. As shown, distortion occurs in the shape of the star. As a result, if the distorted image information is used for the attitude determination of the space vehicle, there is a problem that the precision of the attitude determination is lowered.

한편, 종래에 별감지부와 자이로스코프를 결합한 항법 시스템에서는 관성센서부의 출력과 별 감지부를 결합하여 높은 정확도의 항법 정보를 얻고 있었지만, 우주비행체의 항법에 사용되는 관성센서는 미세진동의 주파수 대역을 측정할 수 없는바 우주비행체의 작동기 및 탑재체의 구동에 의한 미세진동으로 인한 별 영상의 왜곡을 보상할 수는 없는 한계가 있었다. On the other hand, in the conventional navigation system combining the star detection unit and the gyroscope, the high accuracy navigation information is obtained by combining the output of the inertial sensor unit and the star detection unit, but the inertial sensor used for the navigation of the spacecraft measures the frequency range of the micro vibration. There is a limit that cannot compensate for the distortion of the star image due to the micro-vibration caused by the actuator and the payload of the space vehicle.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 별 센서를 이용하여 비행체의 자세를 제어함에 있어서 미세진동에 의해 별의 영상이 왜곡되는 방향 및 정도를 가속도계를 사용하여 측정하여 보상함으로써 별의 영상이 왜곡되는 것을 방지하고 보정된 별의 영상을 이용하여 비행체의 자세를 제어함으로써 비행체의 자세결정 성능을 향상시키기 위한 것이다.In order to solve the above problems, the star image is distorted by measuring and compensating a direction and a degree of distortion of the star image by an accelerometer in controlling the attitude of the aircraft using the star sensor. It is to improve the attitude performance of the aircraft by preventing the movement and controlling the attitude of the aircraft using the corrected star image.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 별 센서 영상이미지 보정 시스템은 별의 광량을 집광하고 별의 영상을 확대 또는 축소하는 광학계, 상기 광학계와 동일한 광축상에 위치하며, 상기 광학계에서 확대 또는 축소된 상기 별의 영상을 감지하는 CCD Imager, 상기 CCD Imager에 장착되며 상기 CCD Imager의 진동에 대한 적어도 일 방위축 방향의 가속도를 측정하는 복수의 가속도계, 상기 복수의 가속도계에서 측정된 가속도 정보를 이중적분하여 상기 CCD Imager의 각 방위축 방향으로의 변위를 연산하고, 상기 변위의 최대값에서 최소값을 차감하여 상기 변위의 각 방위축 방향으로의 진폭을 연산하는 대역통과 신호처리부, 및 상기 CCD Imager에서 감지한 별의 영상의 CCD Imager의 이미지 평면 상에서의 위치좌표를 추출하고, 상기 추출된 위치좌표에서 상기 대역통과 신호처리부에서 연산된 각 방위축 방향으로의 진폭을 차감하고 차감된 위치좌표에 상기 별의 영상을 배치함으로써 상기 별의 영상을 보정하는 영상보정 및 이미지 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Star sensor image image correction system of the present invention for achieving the above object is an optical system for condensing the amount of light of the star and to enlarge or reduce the image of the star, is located on the same optical axis as the optical system, and enlarged or reduced in the optical system A CCD imager for detecting the image of the star, a plurality of accelerometers mounted on the CCD imager, for measuring acceleration in at least one azimuth direction with respect to vibration of the CCD imager, and double-integrating acceleration information measured by the plurality of accelerometers A band pass signal processor for calculating the displacement in the azimuth direction of the CCD imager, subtracting the minimum value from the maximum value of the displacement, and calculating the amplitude of the displacement in the azimuth direction, and the CCD imager Extract the position coordinate on the image plane of the CCD imager of one star image, and the band from the extracted position coordinate And an image correction and image processing unit for correcting the image of the star by subtracting the amplitude in the direction of each azimuth axis calculated by the pass signal processing unit and arranging the image of the star in the subtracted position coordinates.

본 발명의 미세진동 상쇄 별센서 시스템은 별의 밝기 및 위치에 대한 정보가 저장된 데이터베이스, 별의 광량을 집광하고 별의 영상을 확대 또는 축소하는 광학계, 상기 광학계와 동일한 광축상에 위치하며, 상기 광학계에서 확대 또는 축소된 상기 별의 영상을 감지하는 CCD Imager, 상기 CCD Imager에 장착되며 상기 CCD Imager의 진동에 대한 적어도 일 방위축 방향의 가속도를 측정하는 복수의 가속도계, 상기 복수의 가속도계에서 측정된 가속도 정보를 이중적분하여 상기 CCD Imager의 각 방위축 방향으로의 변위를 연산하고, 상기 변위의 최대값에서 최소값을 차감하여 상기 변위의 각 방위축 방향으로의 진폭을 연산하는 대역통과 신호처리부, 상기 CCD Imager에서 감지한 별의 영상의 CCD Imager의 이미지 평면 상에서의 위치좌표를 추출하고, 상기 추출된 위치좌표에서 상기 대역통과 신호처리부에서 연산된 각 방위축 방향으로의 진폭을 차감하고 차감된 위치좌표에 상기 별의 영상을 배치함으로써 상기 별의 영상을 보정하고, 상기 보정된 별의 영상을 이용하여 별 위치의 중심을 찾는 영상보정 및 이미지 처리부, 및 상기 영상보정 및 이미지 처리부로부터 상기 별 위치의 중심에 대한 정보를 수신하여 상기 데이터베이스에 저장된 별의 위치 및 밝기의 정보와 비교하여 별 패턴을 분석함으로써 별 센서의 시선벡터의 방향을 연산하여 비행체의 자세정보를 처리하는 별 패턴처리 및 자세계산 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다. The micro-vibration canceling star sensor system of the present invention is a database storing information about the brightness and position of the star, an optical system for condensing the amount of light of the star and enlarging or reducing the image of the star, and is located on the same optical axis as the optical system, and the optical system A CCD imager for detecting an image of the star magnified or reduced from a plurality of accelerometers, a plurality of accelerometers mounted on the CCD imager and measuring accelerations in at least one azimuth direction with respect to vibrations of the CCD imager, and accelerations measured by the plurality of accelerometers A band-pass signal processor for calculating the displacement in the azimuth direction of the CCD imager by double-integrating the information, and calculating the amplitude of the displacement in the azimuth direction by subtracting the minimum value from the maximum value of the displacement; Extract the position coordinate on the image plane of the CCD imager of the star image detected by the imager, and extract the position coordinate The image of the star is corrected by subtracting the amplitude in the direction of the azimuth axis calculated by the band pass signal processor and arranging the image of the star in the subtracted position coordinates, and using the corrected image of the star. Star sensor by receiving information about the center of the star position from the image correction and image processing unit for finding the center of the star and comparing the information of the position and brightness of the star stored in the database with the star pattern Comprising the direction of the gaze vector of the star pattern processing for processing the attitude information of the aircraft and characterized in that it comprises a computer generated from the world.

상기 복수의 가속도계는 CCD Imager의 X축 방향으로의 가속도를 측정하는 X축 가속도계와 Y축 방향으로의 가속도를 측정하는 Y축 가속도계로 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 대역통과 신호처리부는 X축과 Y축 방향으로의 변위 및 진폭을 연산하며, 상기 영상보정 및 이미지 처리부는 상기 추출된 위치좌표에서 X축 및 Y축 방향으로의 진폭을 차감하는 것을 특징으로 할 수 있다.The plurality of accelerometers may include an X-axis accelerometer for measuring acceleration in the X-axis direction of the CCD imager, and an Y-axis accelerometer for measuring the acceleration in the Y-axis direction. The displacement and amplitude in the Y-axis direction are calculated, and the image correction and image processing unit may be characterized by subtracting the amplitude in the X- and Y-axis directions from the extracted position coordinates.

이하 첨부된 도면에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 미세진동 상쇄 별센서 시스템(20)의 구성을 나타내고 있다.Figure 3 shows the configuration of the micro-vibration cancellation star sensor system 20 according to the present invention.

광학계(2)는 상대적으로 적은 광량을 갖는 별의 광 에너지를 집중시켜 별의 영상을 확대 또는 축소하는 것으로서 일반적으로 단일의 렌즈 또는 렌즈 어레이 등 으로 구성되며, CCD Imager(3)는 광학계(2)와 동일한 광축상에 위치하여 광학계(2)에서 확대 또는 축소된 별의 영상을 감지하는 것이다.The optical system 2 concentrates the light energy of a star having a relatively small amount of light to enlarge or reduce the image of the star, and is generally composed of a single lens or a lens array, and the CCD imager 3 includes an optical system 2. Located on the same optical axis as and to detect the image of the star enlarged or reduced in the optical system (2).

가속도계(21)는 운동방향의 가속도를 측정하는 것으로서, 미세진동에 의해 CCD Imager(3)가 운동하는 경우 적어도 일 방위축 방향의 가속도를 측정하기 위한 것이다. 이때, 미세진동에 의한 별 영상의 왜곡은 2차원의 평면상에서 별 영상의 위치좌표의 왜곡으로 나타나게 되는바, 별 영상의 왜곡의 방향 및 크기를 파악하기 위해서는 복수의 가속도계가 요구된다. 가속도계는 2차원 평면에서 임의의 2방향으로의 가속도를 측정하도록 배열되는데, 서로 직각 방향의 가속도를 측정할 수 있도록 배열됨이 타당하다. 도 4에서는 서로 직교하는 X축과 Y축으로 구성되는 X-Y 평면에 CCD Imager의 이미지 평면(6)을 매칭시키고, X축과 Y축 방향으로의 가속도를 측정할 수 있도록 X축 가속도계(25)와 Y축 가속도계(24)를 CCD Imager(3)에 장착한 개념도를 나타내고 있다. 따라서 X축 가속도계(25)는 CCD Imager(3)의 X축 방향으로의 진동에 대한 가속도를 측정하게 되며, Y축 가속도계(24)는 Y축 방향으로의 진동에 대한 가속도를 측정하게 된다.The accelerometer 21 measures acceleration in the movement direction, and is for measuring acceleration in at least one azimuth axis direction when the CCD imager 3 moves by micro vibration. At this time, the distortion of the star image by the micro-vibration is represented as a distortion of the position coordinates of the star image on a two-dimensional plane, a plurality of accelerometers are required to determine the direction and magnitude of the distortion of the star image. Accelerometers are arranged to measure acceleration in any two directions in a two-dimensional plane, and it is reasonable to arrange them to measure acceleration in a direction perpendicular to each other. In FIG. 4, the X-axis accelerometer 25 and the X-axis accelerometer 25 are configured to match the image plane 6 of the CCD imager to the XY plane composed of the X- and Y-axis orthogonal to each other, and to measure the acceleration in the X- and Y-axis directions. The conceptual diagram which attached the Y-axis accelerometer 24 to the CCD imager 3 is shown. Accordingly, the X-axis accelerometer 25 measures the acceleration with respect to the vibration in the X-axis direction of the CCD imager 3, and the Y-axis accelerometer 24 measures the acceleration with respect to the vibration in the Y-axis direction.

대역통과 신호처리부(22)는 X축 가속도계(25)와 Y축 가속도계(24)에서 측정된 가속도 정보를 수신하여 왜곡된 별 영상의 변위 정보를 연산하게 된다. 변위 정보의 연산은 도 5에 나타낸 바와 같이 가속도계의 출력패턴(26)을 시간에 대하여 적분을 하여 우선 속도패턴(27)을 연산하고, 속도패턴(27)을 다시 적분을 하여 변위패턴(28)을 연산하게 되며, 변위패턴(28)에서 최고점에서 최저점을 차감하여 진폭(29)을 연산한다. 따라서 X축 가속도계(25)와 Y축 가속도계(24)에서 측정된 각각 의 출력패턴(26)을 이중적분함으로써 X축 방향으로의 변위와 Y축 방향으로의 변위를 연산하고 연산된 변위의 최대값에서 최소값을 차감하여 X축 및 Y축 방향으로의 진폭(29)을 연산하게 된다. 대역통과 신호처리부(22)에서 연산된 진폭(29)은 영상보정 및 이미지 처리부(23)로 전달된다.The bandpass signal processor 22 receives the acceleration information measured by the X-axis accelerometer 25 and the Y-axis accelerometer 24 to calculate displacement information of the distorted star image. The calculation of the displacement information is performed by integrating the output pattern 26 of the accelerometer with respect to time to calculate the speed pattern 27 first, and then integrating the speed pattern 27 again to displace the pattern 28. It is calculated by subtracting the lowest point from the highest point in the displacement pattern 28 to calculate the amplitude (29). Therefore, by integrating the respective output patterns 26 measured in the X-axis accelerometer 25 and the Y-axis accelerometer 24, the displacement in the X-axis direction and the displacement in the Y-axis direction are calculated, and the maximum value of the calculated displacement is obtained. The amplitude 29 in the X- and Y-axis directions is calculated by subtracting the minimum value from. The amplitude 29 calculated by the band pass signal processor 22 is transferred to the image correction and image processor 23.

영상보정 및 이미지 처리부(23)는 대역통과 신호처리부(22)에서 연산된 진폭(29)을 이용하여 왜곡된 영상을 보정하게 된다. 즉, 왜곡된 영상의 CCD Imager의 이미지 평면(6) 상에서의 좌표에서 대역통과 신호처리부(22)에서 연산된 X축 방향으로의 진폭(29)과 Y축 방향으로의 진폭(29)을 차감하여 영상의 좌표를 보정하게 된다.The image correction and image processor 23 corrects the distorted image using the amplitude 29 calculated by the band pass signal processor 22. That is, by subtracting the amplitude 29 in the X-axis direction and the amplitude 29 in the Y-axis direction calculated by the bandpass signal processor 22 from the coordinates on the image plane 6 of the CCD imager of the distorted image. The coordinates of the image are corrected.

영상보정 및 이미지 처리부(23)는 또한 보정된 영상을 디지털 정보로 변환하여 별 위치의 중심을 찾게 된다. The image correction and image processor 23 also converts the corrected image into digital information to find the center of the star position.

별 패턴처리 및 자세계산 컴퓨터(5)는 영상보정 및 이미지 처리부(23)에서 디지털 정보로 변환된 별들의 정보를 별의 밝기 및 위치에 대한 정보가 저장된 데이터베이스와 비교하여 별 패턴을 분석함으로써 별 센서의 시선벡터의 방향을 연산하여 비행체의 자세정보를 처리하게 된다. The star pattern processing and the computer world product 5 analyzes the star pattern by comparing the information of the stars converted into digital information by the image correction and image processing unit 23 with a database storing information about the brightness and the position of the star, thereby analyzing the star pattern. The attitude information of the vehicle is processed by calculating the direction of the eye vector of the vehicle.

상기 영상정보 및 이미지 처리부(23)에서 별 위치의 중심을 찾는 과정 및 상기 별 패턴처리 및 자세계산 컴퓨터(5)에서 별 패턴을 분석하여 비행체의 자세정보를 처리하는 과정은 당업자에게 자명하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.The process of finding the center of the star position in the image information and image processing unit 23 and the process of processing the attitude information of the aircraft by analyzing the star pattern in the star pattern processing and the computer world product 5 will be apparent to those skilled in the art. Is omitted.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 별 센서를 이용하여 비행체의 자세를 제어함에 있어서 별 센서에서 감지되는 영상이 미세진동에 의해 왜곡되는 경우 가속도계를 이용하여 왜곡된 영상의 변위를 측정하여 이를 보상함으로써 별 센서에서 감지되는 영상을 보정하고, 보정된 영상을 이용하여 비행체의 자세를 제어를 함으로써 비행체의 자세결정 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.As described above, the present invention controls the displacement of the distorted image by using an accelerometer when the image sensed by the star sensor is distorted by the micro vibration in controlling the attitude of the aircraft using the star sensor. By correcting the image detected by the star sensor, and controlling the attitude of the aircraft using the corrected image to improve the attitude performance of the aircraft.

Claims (4)

별의 광량을 집광하고 별의 영상을 확대 또는 축소하는 광학계;An optical system that condenses the amount of light of the star and enlarges or reduces the image of the star; 상기 광학계와 동일한 광축상에 위치하며, 상기 광학계에서 확대 또는 축소된 상기 별의 영상을 감지하는 CCD Imager;A CCD imager positioned on the same optical axis as the optical system and detecting an image of the star enlarged or reduced in the optical system; 상기 CCD Imager에 장착되며 상기 CCD Imager의 진동에 대한 적어도 일 방위축 방향의 가속도를 측정하는 복수의 가속도계;A plurality of accelerometers mounted on the CCD imager and measuring accelerations in at least one azimuth direction with respect to vibrations of the CCD imager; 상기 복수의 가속도계에서 측정된 가속도 정보를 이중적분하여 상기 CCD Imager의 각 방위축 방향으로의 변위를 연산하고, 상기 변위의 최대값에서 최소값을 차감하여 상기 변위의 각 방위축 방향으로의 진폭을 연산하는 대역통과 신호처리부; 및Compute the displacement in the direction of each azimuth axis of the CCD imager by double integration of the acceleration information measured by the plurality of accelerometers, and calculate the amplitude in the direction of each azimuth axis by subtracting the minimum value from the maximum value of the displacement. A band pass signal processor; And 상기 CCD Imager에서 감지한 별의 영상의 CCD Imager의 이미지 평면 상에서의 위치좌표를 추출하고, 상기 추출된 위치좌표에서 상기 대역통과 신호처리부에서 연산된 각 방위축 방향으로의 진폭을 차감하고 차감된 위치좌표에 상기 별의 영상을 배치함으로써 상기 별의 영상을 보정하는 영상보정 및 이미지 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 별 센서 영상이미지 보정 시스템.The position coordinates on the image plane of the CCD imager of the star image detected by the CCD imager are extracted, and the extracted position coordinates are subtracted from the extracted azimuth in the direction of the azimuth axis calculated by the band pass signal processor and subtracted. And an image correction and image processing unit for correcting the image of the star by disposing the image of the star in coordinates. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 가속도계는 CCD Imager의 X축 방향으로의 가속도를 측정하는 X 축 가속도계와 Y축 방향으로의 가속도를 측정하는 Y축 가속도계로 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 대역통과 신호처리부는 X축과 Y축 방향으로의 변위 및 진폭을 연산하며, 상기 영상보정 및 이미지 처리부는 상기 추출된 위치좌표에서 X축 및 Y축 방향으로의 진폭을 차감하는 것을 특징으로 하는 별 센서 영상이미지 보정 시스템.The plurality of accelerometers may include an X-axis accelerometer for measuring acceleration in the X-axis direction of the CCD imager, and a Y-axis accelerometer for measuring the acceleration in the Y-axis direction. And calculating the displacement and the amplitude in the Y-axis direction, wherein the image correction and image processing unit subtracts the amplitude in the X- and Y-axis directions from the extracted position coordinates. 별의 밝기 및 위치에 대한 정보가 저장된 데이터베이스;A database storing information about the brightness and the position of the star; 별의 광량을 집광하고 별의 영상을 확대 또는 축소하는 광학계;An optical system that condenses the amount of light of the star and enlarges or reduces the image of the star; 상기 광학계와 동일한 광축상에 위치하며, 상기 광학계에서 확대 또는 축소된 상기 별의 영상을 감지하는 CCD Imager;A CCD imager positioned on the same optical axis as the optical system and detecting an image of the star enlarged or reduced in the optical system; 상기 CCD Imager에 장착되며 상기 CCD Imager의 진동에 대한 적어도 일 방위축 방향의 가속도를 측정하는 복수의 가속도계;A plurality of accelerometers mounted on the CCD imager and measuring accelerations in at least one azimuth direction with respect to vibrations of the CCD imager; 상기 복수의 가속도계에서 측정된 가속도 정보를 이중적분하여 상기 CCD Imager의 각 방위축 방향으로의 변위를 연산하고, 상기 변위의 최대값에서 최소값을 차감하여 상기 변위의 각 방위축 방향으로의 진폭을 연산하는 대역통과 신호처리부;Compute the displacement in the direction of each azimuth axis of the CCD imager by double integration of the acceleration information measured by the plurality of accelerometers, and calculate the amplitude in the direction of each azimuth axis by subtracting the minimum value from the maximum value of the displacement. A band pass signal processor; 상기 CCD Imager에서 감지한 별의 영상의 CCD Imager의 이미지 평면 상에서의 위치좌표를 추출하고, 상기 추출된 위치좌표에서 상기 대역통과 신호처리부에서 연산된 각 방위축 방향으로의 진폭을 차감하고 차감된 위치좌표에 상기 별의 영상 을 배치함으로써 상기 별의 영상을 보정하고, 상기 보정된 별의 영상을 이용하여 별 위치의 중심을 찾는 영상보정 및 이미지 처리부; 및The position coordinates on the image plane of the CCD imager of the star image detected by the CCD imager are extracted, and the extracted position coordinates are subtracted from the extracted azimuth in the direction of the azimuth axis calculated by the band pass signal processor and subtracted. An image correction and image processing unit for correcting the image of the star by disposing the image of the star in coordinates and finding a center of the star position using the corrected star image; And 상기 영상보정 및 이미지 처리부로부터 상기 별 위치의 중심에 대한 정보를 수신하여 상기 데이터베이스에 저장된 별의 위치 및 밝기의 정보와 비교하여 별 패턴을 분석함으로써 별 센서의 시선벡터의 방향을 연산하여 비행체의 자세정보를 처리하는 별 패턴처리 및 자세계산 컴퓨터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세진동 상쇄 별센서 시스템.Receives information about the center of the star position from the image correction and image processing unit and analyzes the star pattern by comparing the star position and brightness information stored in the database to calculate the direction of the eye vector of the star sensor to calculate the attitude of the aircraft. Star vibration processing and information processing computer to produce information, fine vibration cancellation star sensor system comprising a. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 복수의 가속도계는 CCD Imager의 X축 방향으로의 가속도를 측정하는 X축 가속도계와 Y축 방향으로의 가속도를 측정하는 Y축 가속도계로 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 대역통과 신호처리부는 X축과 Y축 방향으로의 변위 및 진폭을 연산하며, 상기 영상보정 및 이미지 처리부는 상기 추출된 위치좌표에서 X축 및 Y축 방향으로의 진폭을 차감하는 것을 특징으로 하는 미세진동 상쇄 별센서 시스템.The plurality of accelerometers may include an X-axis accelerometer for measuring acceleration in the X-axis direction of the CCD imager, and an Y-axis accelerometer for measuring the acceleration in the Y-axis direction. Computing the displacement and amplitude in the Y-axis direction, wherein the image correction and image processing unit subtracts the amplitude in the X-axis and Y-axis direction from the extracted position coordinates.
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