JPS6230910A

JPS6230910A - Fixed-star sensor

Info

Publication number: JPS6230910A
Application number: JP60169623A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Hamada; 明彦濱田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1985-07-31
Filing date: 1985-07-31
Publication date: 1987-02-09

Abstract

PURPOSE:To simplify a data format, by performing scanning in a block unit consisting of a plurality of images for a search mode and about the detected blocks or the images in their vicinity for a tracker mode. CONSTITUTION:In a search mode, a star image within the effective visual field p is scanned in a block unit. As the result, block address 2, 1 and I, J are provided with numbers respectively and stored in a register. Next, a tracker mode is started with respect to the star S detected by the blocks 2, 1 for detailed examinations. Namely, for a controlling circuit, areas around the blocks 2, 1 are deemed to be effective. By this arrangement, data detected by other blocks are processed by a signal processing circuit and during the course of the process, signal processing is accelerated. In the signal processing circuit, image data obtained in the preset area are examined and image addresses 7, 3 with respect to the detected star S and their class informations are obtained, Next, the next blocks I, J are read out and the same procedures follow for obtaining image address i, j and class informations with respect to the detected star t.

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、人工衛星等の飛翔体の姿勢を高精度Ｔ制御す
るのに用いる恒星センサに関し、特に恒星を感知するの
に固体撮像素子を使用した恒星センサに関する。Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a star sensor used for highly accurate T control of the attitude of a flying object such as an artificial satellite, and in particular to a star sensor that uses a solid-state image sensor to detect stars. Regarding the stellar sensor used.

（従来の技術）恒星センサは、一般に、その視野内に入った恒星を検出
し、それに追従してその位置情報及び等駅情報を出力す
る。従来、この種の恒星センサは、まず、視野内に検出
きれる星の位置情報及び等駅情報を全て外部機器に出力
する。その中から適切なものを１個、あるいは場合によ
って２個以上選択し、恒星センサに追従目標の星を指定
する。ここまでのフェーズをサーチモードと呼ぶ。(Prior Art) A star sensor generally detects a star that has entered its field of view, follows it, and outputs its position information and equistationary information. Conventionally, this type of star sensor first outputs all positional information and equistationary information of stars that can be detected within its field of view to an external device. One or more suitable ones are selected from among them, and the star sensor is designated as the target star to follow. The phase up to this point is called search mode.

次に、センサは、その指定された星が、視野から消滅あ
るいは外部から別の指定があるまで、その星ｔこ追従し
、その位置情報と等級情報を出力し続ける。このフェー
ズをトラッカモードと呼ぶ。人工衛星の場合、姿勢制御
を行なう為のデータとしては、このトラッカモードのも
のが使われる。Next, the sensor continues to track the designated star and output its position information and magnitude information until the designated star disappears from the field of view or another designation is received from the outside. This phase is called tracker mode. In the case of artificial satellites, this tracker mode data is used for attitude control.

（発明が解決しようとする問題点）上述した従来の恒星センサでは、サーチモードにおいて
、検出された呈の情報を全て出力する必要があるから、
データ猜が多い。また、センサの視野によってその検出
される星の数も変化するから、データフォーマットも不
特定複数に対して備λ−る必要があり、複雑であった。(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional stellar sensor described above, in the search mode, it is necessary to output all the information on the detected features.
There is a lot of data. Furthermore, since the number of stars detected changes depending on the field of view of the sensor, the data format has to be prepared for an unspecified number of people, which is complicated.

′よた、追従目標とする恒星の指定方法についても、そ
の位置情報その他の条件を外部から個々に指定する必要
があり、トラッカモードに移る手順も複雑であり、信号
処理に時間を要した。Also, regarding the method of specifying stars to be tracked, it was necessary to specify their position information and other conditions individually from the outside, and the procedure for switching to tracker mode was also complicated, requiring time for signal processing.

（問題点を解決４−るための手段）前述の問題点を解決ＩＪ−るために本発明が提供する手
段は、固体撮像素子により画素単位に恒星の星像を得て
、サーチモードにおいてその星像の走査により検出した
星のデータを外部機器に出力し、この外部機器が前記星
のうしいずれかを追従目標量として指定をしたときは、
］・ラッカ［−１゛に入り、前記追従目標量を追従し、
その追従目標量の位置情報及び等級情報を出力し続ける
恒星センサであって、前記サーチモードでは前記走査は
複数の前記画素からなるブ「１ツクを単位に行ない、そ
のブロック単位で検出した前記データをｔめ定めた基準
に従って順次に出力し、前記トラッカモードでは前記画
素の単位で前記星像のデータの処理を行ない、このデー
タ処理は前記サーチモードで検出した前記追従目標量の
存在する前記ブロック又はその近傍の前記画素について
だけ行なうことを特徴とする。(Means for Solving the Problem 4) The means provided by the present invention for solving the above-mentioned problem is to obtain a star image of a star pixel by pixel using a solid-state image sensor, and to obtain the star image in a search mode. When the star data detected by scanning the star image is output to an external device, and this external device specifies one of the stars as the tracking target amount,
]・Rakka [enters −1゛, follows the target amount of tracking,
A stellar sensor that continuously outputs position information and magnitude information of the tracking target amount, and in the search mode, the scanning is performed in units of blocks consisting of a plurality of pixels, and the data detected in each block is In the tracker mode, data of the star image is processed in pixel units, and this data processing is performed on the block in which the tracking target amount detected in the search mode exists. It is characterized in that it is carried out only for the pixels in the vicinity thereof.

（実施例）次に、本発明の実施例について、図面を診照して説明す
る。(Example) Next, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第１図は本発明の一実施例でおる恒槍センサの系統図で
ある。固体撮像素子１は、固体撮像素子駆動ドライバ２
で制御され、固体撮像素子１″Ｃ得られた星像信号１０
１はアンプ３を経て、コンパレ一タ４に入力される。第
２図は、この恒星センサに使用する固体撮像素子１の概
略視野図である。FIG. 1 is a system diagram of a permanent sensor according to an embodiment of the present invention. The solid-state image sensor 1 is connected to a solid-state image sensor driver 2.
The star image signal 10 obtained by controlling the solid-state image sensor 1''C
1 is input to a comparator 4 via an amplifier 3. FIG. 2 is a schematic view of the solid-state image sensor 1 used in this stellar sensor.

ｐは固体撮像素子１の有効視野領域、ｑはその１画素を
示す。ｈは固体撮像素子の水平画素アトｔ−ス（１，２
，・・・ｉ、・・・ｍ）、■は垂直画素アドレス（１，
２，・・・Ｊ、・・・ｎ）である、ここで水平画素アド
レス（ｉ）、垂直画素アドレス（ｊ）で示きれる画素を
［ｉ、ｊ］″ｒ表わすものとする。また、有効視野領域
ｐを数画素単位でブロックに分け、各プ１１ツクに対し
て、Ｈの水平ブロックアドレス（１゜２、・・・Ｉ、・
・・Ｍ）、■の垂直ブロックアドレス（１゜２、・・・
Ｊ、・・・Ｎ）を付番し、ブロックを［Ｉ、Ｊ　］で表
わす。いま、Ｓ及びｔのような検出可能な恒星像が各々
、画素アドレス［７，３］、［ｉ、ｊ］にあるものとす
る。まず、サーチモードにおいて、第１図の制御回路６
からの出力信号であるサーチステータス１０６ａが有効
となり（従ってトラックステータス１１１は無効）、コ
ンパレータ４からの検出信号１０４がアンド回路１２及
びオア回路１４を経てカウンタ９に入力する。一方、制
御回路６からの信号１０６ｂにより、アドレス発生回路
７において、ブ［１ツクアドレスが設定されており、信
号１０４が発生すると、その時のアドレスが、カウンタ
９の出力１０９を付番と【７てレジスタ８に収納される
。また、このモードでの固体撮像素子１からの星像信号
１０１は、制御回路６の出力１０６ｃによって、第２図
に示す、各ブロック内の画素のレベルが合算きれるよう
に制御される。したがって、例えば、ブロック［１，１
］内のいずれかひとつの画素に星像信号１０１があれば
、ブロック［１，１］として検出される。p indicates the effective viewing area of the solid-state image sensor 1, and q indicates one pixel thereof. h is the horizontal pixel atth (1, 2) of the solid-state image sensor;
,...i,...m), ■ is the vertical pixel address (1,
2, . Divide the visual field p into blocks in units of several pixels, and assign a horizontal block address of H (1°2, . . . I, .
・・M), Vertical block address of ■ (1゜2, ...
J, . . . N), and blocks are represented by [I, J]. Now, it is assumed that detectable stellar images such as S and t are located at pixel addresses [7, 3] and [i, j], respectively. First, in the search mode, the control circuit 6 of FIG.
The search status 106a, which is the output signal from the comparator 4, becomes valid (therefore, the track status 111 is invalid), and the detection signal 104 from the comparator 4 is input to the counter 9 via the AND circuit 12 and the OR circuit 14. On the other hand, the block address is set in the address generation circuit 7 by the signal 106b from the control circuit 6, and when the signal 104 is generated, the address at that time is assigned the output 109 of the counter 9 with the number [7]. and stored in the register 8. Further, the star image signal 101 from the solid-state image sensor 1 in this mode is controlled by the output 106c of the control circuit 6 so that the levels of the pixels in each block shown in FIG. 2 can be summed. So, for example, block [1,1
If there is a star image signal 101 in any one pixel within ], it is detected as a block [1, 1].

以上の動きを、第２図により説明すると、サーチモード
においては、−ｈ述のようにブロック単位で、有効視野
ｐ内の星像を走査する。その結果、ブロックアドレス［
２，１１及び［Ｉ、Ｊ］が、各々付番されてレジスタ８
に収納される。ついで、恒星センサに、予め設定されて
いる判断基準に基すいて（この実施例では、レジスタ８
の付番類とする）［２，１１で検出された星８に対して
、トラッカモードに入り、詳細検証を行なう。すなわち
、第１図でトラックステータス１１１が有効となり（サ
ーチステータス１０６ａは無効）、制御回路６は、画素
単位の信号が取得できるように信号１０６ｃによりドラ
イバ２の制御を行なう。また、制御回路６は、ブロック
［２，１］周辺のみを有効データとする、有効領域指定
ステータス１０６ｄを信号処理回路５に出力する。これ
により、他のブロックで検出されたデータは、信号処理
回路５で処理きれないから信号処理が高速化される。信
号処理回路５では、ステータス１０６ｄで設定された領
域内で得られた各画素データを検証し、画素アドレス［
７゜３］及びその等級情報を得、その位置及び等級の情
報１０５を外部機器に出力する。一方性部機器では、情
報１０５を得て、検出車８について、追従目標量の判定
を行ない、それが追従目標量と認めた場合、制御ステー
タス１２０は、指定モードとなり、恒星センサは検出車
８について追従しながら、その位置及び等級の情報１０
５を出力し続ける。また、検出車６を追従目標量と判断
しなかった場合は制御ステータス１２０は非指定モード
となり、第１図の実施例に示すように、カウンタ９に入
力して、レジスタ８に収納されている次の検出ブロック
アドレス［１，Ｊ］を読み出し、制御回路６は情報１０
８としてそれを受けて、先の検出車Ｓに対するのと同様
の手続きを経て、検出車ｔに関する画素アドレス［ｉ、
ｊ］と等級情報を得て、新たに情報１０５を出力する。The above movement will be explained with reference to FIG. 2. In the search mode, the star image within the effective field of view p is scanned block by block as described in -h. As a result, the block address [
2, 11 and [I, J] are respectively numbered and stored in register 8.
is stored in. Next, the star sensor is set based on preset criteria (in this example, register 8 is
) [For star 8 detected in 2, 11, enter tracker mode and perform detailed verification. That is, in FIG. 1, the track status 111 is valid (the search status 106a is invalid), and the control circuit 6 controls the driver 2 using the signal 106c so that a signal for each pixel can be obtained. Further, the control circuit 6 outputs to the signal processing circuit 5 a valid area designation status 106d in which only the area around block [2,1] is valid data. As a result, data detected in other blocks cannot be processed by the signal processing circuit 5, so signal processing becomes faster. The signal processing circuit 5 verifies each pixel data obtained within the area set by the status 106d, and determines the pixel address [
7°3] and its grade information, and outputs the position and grade information 105 to an external device. The one-sided device obtains the information 105 and determines the follow-up target amount for the detection vehicle 8. If it is recognized as the follow-up target amount, the control status 120 becomes the specified mode, and the stellar sensor detects the detection vehicle 8. While following the information about its location and magnitude 10
Continue outputting 5. Further, if the detected vehicle 6 is not determined to be the target amount to be followed, the control status 120 becomes a non-specified mode, and as shown in the embodiment of FIG. The next detection block address [1, J] is read, and the control circuit 6 reads the information 10.
8, the pixel address [i,
j] and grade information, and newly outputs information 105.

この情報１０５に対する処置及び動作は、先の検出車Ｂ
に対するものと同様である。The treatment and operation for this information 105 are as follows:
The same is true for .

さて、追従を行なっている星が、検出器の有効視野ｐか
ら消滅あるいは、検出車の全てが、制御ステータス１２
０により「非指定」と判断された場合は、レジスタ８か
らの情報１０８により、再びサーチモードに入る。Now, if the star being tracked disappears from the effective field of view p of the detector, or if all the detection vehicles
If it is determined to be "undesignated" by 0, the search mode is entered again based on the information 108 from the register 8.

（発明の効果）以上説明したように、本発明の恒星センサにおいては、
外部機器は不特定複数の星情報の考慮をする必要がなく
、１つの星の情報だけを対象とするから、データフォー
マットは簡易なものでよい。また、従来の恒星センサで
は、追従目標量の指定に関して、位置情報、等級情報な
どを外部から入力する必要があったが、本発明では、順
次に送られてくる追従候補恒星について追従目標量か否
かの回答をするだけでよい。従って、本発明の恒星セン
サを用いれば外部機器は１種類のステータスだけを出力
すればよい。また、サーチ及びトラックの各モードへの
移行も、恒星センサ自身で行なわれるから、モード移行
の為のコマンドあるいは、外部機器からの制御の手間が
不要となり、信号処理についての高速化が期待される。(Effects of the Invention) As explained above, in the stellar sensor of the present invention,
Since the external device does not need to consider information on multiple unspecified stars and only deals with information on one star, the data format may be simple. In addition, with conventional star sensors, it was necessary to input position information, magnitude information, etc. from the outside in order to specify the tracking target amount, but with the present invention, the tracking target amount can be specified for the tracking candidate stars that are sent sequentially. All you have to do is answer “no”. Therefore, if the star sensor of the present invention is used, the external device only needs to output one type of status. Furthermore, since the transition to each mode of search and track is performed by the star sensor itself, there is no need for commands for mode transition or control from external equipment, which is expected to speed up signal processing. .

[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例である恒星センサの系統図、
第２図は第１図実施例における固体撮像素子の概略視野
図である。１・・・固体撮像素子、２・・・固体撮像素子１の駆動
トライバ、３・・・アンプ、４・・・コンパレータ、５
・・・信号処理回路、６・′・・制御回路、７・・・ア
ドレス発生回路、８・・・レジスタ、９・・・カウンタ
、１０１・・・星像信号、１０５山検出星の位置及び等
級情報、　１０６ａ・・・サーチステータス、１０６ｄ
・・有効領域指定ステータス、１１１・・・トラックス
テータス、ｈ・・・固体撮像素子の水平画素アドレス、
ト・・水平画素アドレスの付番、Ｈ・・・水平ブロック
アドレス、■・・・水平ブロックアドレスの付番、ｊ・
・・垂直画素アドレスの付番、Ｊ・・・垂直ブロックア
ドレスの付番、ｍ・・・水平画素数、ｎ・・・垂直画素
数、ｐ・・・固体撮像素子の有効視野領域、ｑ・・・固
体撮像素子を構成する１画素、ｓ、ｔ・・・検出車の例
、■・・・垂直画素アドレス、■・・・垂直ブロックア
ドレス。FIG. 1 is a system diagram of a stellar sensor that is an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of the solid-state image sensing device in the embodiment shown in FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Solid-state image sensor, 2... Drive driver of solid-state image sensor 1, 3... Amplifier, 4... Comparator, 5
... Signal processing circuit, 6.' ... Control circuit, 7 ... Address generation circuit, 8 ... Register, 9 ... Counter, 101 ... Star image signal, 105 Mountain detection star position and Grade information, 106a...Search status, 106d
...Valid area specification status, 111...Track status, h...Horizontal pixel address of solid-state image sensor,
G...Horizontal pixel address numbering, H...Horizontal block address, ■...Horizontal block address numbering, j...
...Vertical pixel address numbering, J...Vertical block address numbering, m...Number of horizontal pixels, n...Number of vertical pixels, p...Effective viewing area of the solid-state image sensor, q. ...One pixel forming a solid-state image sensor, s, t...Example of detection wheel, ■...Vertical pixel address, ■...Vertical block address.

Claims

[Claims]

A solid-state image sensor obtains a star image of a fixed star pixel by pixel, and in search mode, the star data detected by scanning the star image is output to an external device, and this external device tracks one of the stars as a target. When designated as a star, the star sensor enters tracker mode, tracks the target star, and continues to output position information and magnitude information of the target star. The data detected in each block is sequentially output according to a predetermined standard, and in the tracker mode, the data of the star image is processed in units of pixels, and this data processing A stellar sensor characterized in that the detection is performed only on the block where the tracking target star detected in the search mode exists or the pixels in the vicinity thereof.