ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

6
Содержание
том 65 / Июнь, 2022
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454-2022-65-6-430-442

УДК 004.932.2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРИЕНТАЦИИ ПЛАТФОРМЫ СТЕНДА ПОЛУНАТУРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ НАНОСПУТНИКА

Мещеряков В. Д.
Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С. П. Королева, межвузовская кафедра космических исследований; НИЛ-102 ; инженер-программист


Николаев П. Н.
Самарский университет; межвузовская кафедра космических исследований; аспирант


Хусаинов А. А.
Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С. П. Королева, межвузовская кафедра космических исследований; НИЛ-102; инженер-программист


Аннотация. Предложена методика определения ориентации платформы стенда полунатурного моделирования угловых движений относительно центра масс наноспутника. Разработанная методика основана на применении стереокамеры, состоящей из инфракрасной камеры и цветной камеры видимого спектрального диапазона. Каждая из таких камер предназначена соответственно для формирования инфракрасных и цветных изображений на обработанных снимках. Работа обеих камер базируется на использовании системы активных оптических маркеров, излучающих в инфракрасном и видимом диапазонах. По снимку, сделанному инфракрасной камерой, определяются центры оптических маркеров с помощью преобразования Хафа. Этим же методом на снимке, полученном цветной камерой, путем оценки фундаментальной матрицы, отфильтровываются посторонние артефакты. После того как цвет маркера с цветного изображения определен, этот признак добавляется к полученным координатам маркеров с инфракрасного изображения. После этого формируется тройка векторов в системе координат платформы стенда и определяется ее ориентация в системе координат инфракрасной камеры. Полунатурное моделирование показало погрешность не выше 0,5°.
Ключевые слова: определение ориентации, полунатурное моделирование, стереокамера, оптическая система, активные маркеры

Список литературы:
  1. Каширин А. В., Глебанова И. И. Анализ современного состояния рынка наноспутников как подрывной инновации и возможностей его развития в России // Молодой ученый. 2016. № 7(111). С. 855—867.
  2. Лабораторный стенд для полунатурной отработки систем ориентации микро- и наноспутников. Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук, 2021 [Электронный ресурс]: . (дата обращения 11.06.2021).
  3. Игрицкий В. А., Майорова В. И. Особенности разработки модульных аппаратно-программных комплексов полунатурного моделирования систем управления и навигации малоразмерных космических аппаратов // Наука и Образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2011. № 13.
  4. Meitu Ye, Jin Liang, Leigang Li, Boxing Qianc, Maodong Ren, Mingkai Zhang, Wang Lu, Yulong Zong. Full-field motion and deformation measurement of high speed rotation based on temporal phase-locking and 3D-DIC // Optics and Lasers in Engineering. 2021. Vol. 146, N 6. Р. 106697.
  5. Jinzhao Y., Tse P. Sparse representation of complex steerable pyramid for machine fault diagnosis by using non-contact video motion to replace conventional accelerometers // Measurement. 2021. N 175365. February 2021. DOI:10.1016/j.measurement.2021.109104.
  6. Элементы стенда полунатурного моделирования. „Спутникс“, частная космическая компания. 2021 [Электронный ресурс]: . (дата обращения 28.05.2021)
  7. Полунатурный испытательный стенд отработки бортовых систем ориентации и стабилизации наноспутников. Центр наноспутниковых технологий. 2021 [Электронный ресурс]: . (дата обращения 28.05.2021).
  8. Система независимых измерений. „Спутникс“, частная космическая компания. 2021 [Электронный ресурс]: . (дата обращения 28.05.2021).
  9. Madgwick Sebastian O. H. An efficient orientation filter for inertial and inertial/magnetic sensor arrays. University of Bristol, 2010 [Электронный ресурс]: .
  10. Branko K. Calibration of Kinect-type RGB-D Sensors for Robotic Applications // FME Transactions. 2015. Vol. 43, N 1. Р. 47—54. DOI:10.5937/fmet1501047K.
  11. Hartley R. I., Zisserman A. Multiple View Geometry in Computer Vision. Cambridge, 2003. https://doi.org/10.1017/CBO9780511811685.
  12. Основы стереозрения // Хабр, сообщество IT-специалистов. 2021 [Электронный ресурс]: . (дата обращения 31.05.2021).
  13. Svalbe I. D. Natural representation for straight fines, the Hough transform on discrete arrays // IEEE Trans. on Pattern Analysis Machine Intelligence. 1989. Vol. II, N 9. рр. 286.
  14. CamCal 011 Fundamental Matrix. Data Hackers. 2021 [Электронный ресурс]: . (дата обращения 31.05.2021).
  15. Ribo M. A new Optical Tracking System for Virtual and Augmented Reality Applications // IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference. Budapest, 2001.
  16. О цветовых пространствах. Хабр, сообщество IT-специалистов. 2021 [Электронный ресурс]: . (дата обращения 31.05.2021).
  17. Stereo Camera Calibrator App. MathWorks. 2021 [Электронный ресурс]: . (дата обращения 31.05.2021).