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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明提出了一种在月光偏振光场中扇形区域拟合的夜间航向确定方法，属于航向确定领域，包括：对偏振光学敏感器获取的偏振光场图像进行滤波处理，得到去除噪声及孤立异常值的偏振角（AOP）分布模型；在AOP分布的数据中建立极坐标系，并在该系下确定月球子午线的初始值；在月球逆子午线方向上，选取AOP数据分布稳定且有序的扇形区域数据，将该区域数据展开成梯形数据集；采用柯西分布函数拟合梯形数据集列累加后的一维离散数据，获取夜间月球子午线的精确值，并根据子午线计算水平载体的航向角。本发明对天空偏振光场进行处理，获得高精度的月球子午线及载体的航向角，对噪声和异常值干扰的天空偏振光场具有很好的鲁棒性。

主权项：1.一种在月光偏振光场中扇形区域拟合的夜间航向确定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、利用偏振敏感器获取天空的偏振光场图像，并对偏振光场图像进行滤波处理，获得去除噪声及异常值的偏振角数据分布，包括：步骤1.1、偏振敏感器采集不同角度偏振片的光强图像；步骤1.2、对光强图像进行算术均值线性滤波，获得去除高斯噪声的图像；结合马吕斯定律以及Stokes矢量法对去除高斯噪声的图像进行处理，获得8字偏振角分布数据；步骤1.3、采用环形滤波算子对8字偏振角分布数据进行如下操作： （1）其中， 2其中，表示处理后的偏振角数据，表示归一化，表示取绝对值，表示卷积算符；步骤2、在偏振角数据分布中建立极坐标系，并在该极坐标系下确定月球子午线的初始值，包括：步骤2.1、将处理后的偏振角数据转化为图像形式进行处理，转化后的图像记为，在图像中建立极坐标系，图像中心作为极点，从极点出发横向向右引一条射线x作为极轴；从极轴出发，逆时针旋转的角度为正，作为极角；图像中某一点到图像中心的欧几里得距离作为极径；步骤2.2、选择月球逆子午线所在的扇形区域进行处理；步骤2.3、在扇形区域中，选择极径相同的像素点的灰度值，逆时针排列作为一组数据，极径的初始值设置为10像素，极径的间隔选择2个像素距离，像素点的极径不为整数时进行四舍五入，获得n组灰度数据集；极径为；步骤2.4、对n组灰度数据集中每一行数据均求得灰度值最大时的像素对应的极角；n组灰度数据集求得n个极角的集合： 3其中，表示n组灰度数据集中第行数据求得灰度值最大时的像素对应的极角，剔除集合中的异常值后求得的各极角的均值即为月球子午线初值；步骤3、在月球的逆子午线方向上，选取数据分布稳定有序的扇形区域，将扇形区域的数据展开成梯形数据集，对梯形数据集的数值进行列累加，形成一维离散数据；步骤4、采用柯西分布函数对该一维离散数据进行拟合，确定月球子午线的精确值；步骤5、根据月球子午线的精确值，求解水平载体的航向角信息。

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