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렌즈 어셈블리와, 2차원 CCD, 펠티어 냉각기, 온도센서가 하나로 이루어진 일체형 CCD와, 상기 일체형 CCD가 찍은 별 영상을 일정주기로 샘플링하여 증폭 출력하는 샘플 & 홀드 증폭기와, 상기 샘플 & 홀드 증폭기에서 출력(아날로그 신호)을 디지털 신호로 변환하는 ADC와, 상기 ADC의 기준전압을 발생시키는 기준전압 발생회로(210)와, 상기 샘플 & 홀드 증폭기와 ADC에 기준 클럭을 제공하는 클럭 & 타이밍신호 발생기 및 라인 드라이버와, 상기 ADC에서 출력되는 프레임 단위의 이미지를 저장하는 CCD 이미지 버퍼(220)와, 초기화 프로그램과 부트로더가 저장되는 부트 롬과, 별 목록과 주프로그램이 저장되는 프로그램 메모리와, 별사진과 이미지 처리에 사용되는 데이터 메모리와, 상기 메모리들에 저장된 프로그램 및 데이터를 이용하여 위성 자세계산에 필요한 별 인식 및 별 추적을 수행하는 DSP와 외부와의 통신을 위한 직렬 링크 인터페이스를 포함하는 별 감지기에 있어서, 상기 기준전압 발생회로(210)는 하이 기준전압의 발생을 위한 신호를 아날로그 변환하는 DAC와, 상기 DAC의 출력을 2단계로 증폭하는 증폭기(A1, A3)를 포함하여 이루어진 하이 기준전압 설정부(211)와; 로우 기준전압의 발생을 위한 신호를 아날로그 변환하는 DAC와, 상기 DAC의 출력을 2단계로 증폭하는 증폭기(A2, A4)를 포함하여 이루어진 로우 기준전압 설정부(212)와; 상기 증폭기(A2)의 출력전압 Vl 은 기준전압의 오프셋이 되고, 증폭기(A1)의 출력전압 Vh 는 기준전압의 동작 범위가 되어 상기 ADC의 하이 기준전압이 항상 로우 기준전압보다 크게 되도록 하이 기준전압 설정부 증폭기(A3)의 비반전 입력단과 로우 기준전압 설정부 증폭기(A4)의 비반전 입력단 사이에 저항(R5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 CCD 소자를 이용한 별 감지기
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제1항에 있어서, 상기 펠티어 냉각기 구동회로(230)는 스위칭 레귤레이터(U10)의 출력단(Vout)에 접속되는 출력전압 궤환용 저항(R12, R13)의 상호 접속점(A)과 상기 스위칭 레귤레이터(U10)의 피드백 단자(FB) 사이에, 증폭기(A10)와 상기 증폭기(A10)의 증폭이득을 조절하는 출력전압 궤환용 저항(R16,R17)을 포함하는 출력전압 증폭궤환부(231)를 구비하여, 상기 R16/R17 값을 R13/R12 보다 크게 함으로써 항상 스위칭 레귤레이터(U10)의 최소기준전압보다 작은 전압이 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는 CCD 소자를 이용한 별 감지기
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제2항에 있어서, 상기 출력전압 증폭궤환부(231)는 상기 증폭기(A10)의 반전 단자 및 출력전압 궤환용 저항(R17)의 일측에 콜렉터가 접속되고, 출력전압 궤환용 저항(R17)의 타측에 에미터가 접속되는 트랜지스터(Tr10)를 더 포함하여 트랜지스터(Tr10)의 베이스 단자(P10)를 제어함으로써 상기 증폭기(A10)의 출력전압을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 CCD 소자를 이용한 별 감지기
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허용개수(N_valid), 재시도회수(N_retry), 각거리 허용오차범위 등 별 인식을 수행하는데 필요한 변수 및 레지스터 등을 초기화하는 제1 과정과; 별 사진으로부터 허용 픽셀을 선정하고, 허용 픽셀로부터 별 클러스터 집합을 만든 다음, 클러스터 중에서 N개의 클러스터를 선택하여 N개의 별 클러스터의 중심 좌표를 무게 중심법을 이용하여 계산하는 제2 과정과; N개의 별 클러스터 중의 별 패턴과 허용오차범위 내에서 일치하는 별 패턴을 별 목록에서 찾고, 오류별을 제거하는 제3 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 별 감지기의 별 인식 방법
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제4항에 있어서, 상기 제3 과정은 N개의 별 클러스터 중에서 다시 4개를 선택하여, 선택된 4개의 클러스터로 이루어진 별 패턴과 각거리 허용오차범위 내에서 일치하는 별 패턴을 별 목록에서 찾는 제1 단계와; 별 목록에서 별 패턴을 찾은 경우 별 패턴이 거울 이미지인지를 판단하는 제2 단계와; 제1 단계에서 별 패턴을 별 목록에서 찾지 못하였거나 찾은 별 패턴이 제2 단계에서 판단결과 거울 이미지인 경우, 새로운 4개의 별이 존재하면 상기 제1 단계로 이행하는 제3 단계와; 제2 단계에서의 판단 결과 별 목록에서 찾은 별 패턴이 거울 이미지가 아니면, 더 이상 추가할 별이 존재하지 않을 때까지 별 목록과 일치한다고 확인된 별 패턴에 새로운 별들을 추가시키고, 새로이 추가된 별이 만든 패턴이 별 목록에 존재하는지 판단하는 제4 단계와; 일치된 별 패턴의 개수가 여러 개인지를 판단하는 제5 단계와; 상기 제5 단계에서의 판단결과 일치된 별패턴의 개수가 여러 개가 아니면(즉, 하나이면) 확인된 별의 개수가 N_valid 보다 작은지를 판단하는 제6 단계와; 상기 제6 단계에서의 판단결과 확인된 별의 개수가 N_valid 보다 작으면 별 인식을 성공적으로 종료하는 제7 단계와; 상기 제3 단계에서 더 이상 새로운 4개의 별이 존재하지 않거나, 제5 단계에서의 판단결과 일치된 별패턴의 개수가 여러 개이면 각거리 허용오차범위를 줄인 다음에, 제6 단계에서의 판단결과 확인된 별의 개수가 N_valid 와 같거나 크면 N_valid 값을 하나 감소시킨 다음에, 재시도회수가 N_retry 보다 큰지를 판단하는 제8 단계와; 상기 제8 단계에서의 판단결과 재시도회수가 N_retry 보다 크면 별 인식 실패로 종료하고, 그렇지 않으면 다시 제1 단계로 이행하는 제9 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 별 감지기의 별 인식 방법
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k 번째 별 이미지를 촬영하는 제1 과정과; k-1 번째 별 이미지가 인식되었는지 판단하는 제2 과정과; 상기 제2 과정에서의 판단결과 k-1 번째 별 이미지가 인식되지 않았으면 별 추적 실패로 별 인식을 다시 시도하는 과정으로 이행하고, 그렇지 않으면 k 번째 별 이미지로부터 허용 픽셀을 선정하고, 허용 픽셀들로부터 클러스터를 만든 다음, 클러스터 중에서 N개의 클러스터를 선택하여 N개의 별 클러스터의 중심좌표를 계산하는 제3 과정과; k-1 번째 별 이미지에서 인식된 별패턴으로부터 k번째 별 이미지에서의 별 패턴의 후보 별들을 찾는 제4 과정과; k번째 별 이미지에서의 후보별들 중 k-1 번째 별패턴과 일치하지 않는 후보별들을 삭제하는 제5 과정과; 남은 후보별의 개수가 기준 미달인지를 판단하는 제6 과정과; k 번째 별 이미지에서 얻어진 별들 중 별 목록의 패턴과 일치하는 별들을 등록시키는 제7 과정과; 등록된 별의 개수가 N_valid 와 같거나 크면 별 추적 성공으로 별 추적을 종료하고, 그렇지 않으면 별 추적 실패로 다시 별 인식을 시도하는 제8 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 별 감지기의 별 추적 방법
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제6항에 있어서, 상기 제7 과정에서 새로운 별을 등록하는 경우 미리 구한 세 개의 별의 위치와 각 거리로부터 네 번째 별의 위치를 추정하여 그 정보를 별 목록 검색에 이용하는 것을 특징으로 하는 별 감지기의 별 추적 방법
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제7항에 있어서, 추정된 네 번째 별의 위치 정보를 별 목록 검색에 이용할 때 곧 바로 별 목록에서 그 별의 정보를 검색할 수 있도록 전체 하늘을 소정의 단위로 구역화한 후, 그 구역 내에서 가장 밝고 변광성이 아닌 별로 선정하여, 목록 내에서 적위 별로 구분된 위치에 저장하여 목록 내의 별들을 재배치 하는 것을 특징으로 하는 별 감지기의 별 추적 방법
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