Оценка влияния конструктивных и динамических факторов на точность измерения высоты в системе технического зрения проекта Фобос-Грунт Гришин В. А. Учреждение Российской академии наук Институт космических исследований РАН марта 2011 Техническое зрение в системах управления

ТСНН – телевизионная система навигации и наблюдения проектаФобос-грунт Задачи: Съемка поверхности Фобоса. Информационное обеспечение процесса посадки выбор места посадки измерение дальности (дублирование измерений лазерного высотомера) измерение относительной скорости (дублирование измерений доплеровского измерителя скорости) В состав ТСНН входят УТК и ШТК марта 2011 Техническое зрение в системах управления

Конструктивные факторы Три угла относительного поворота между камерами Величина стерео базы Два угла, характеризующие поворот стерео базы относительно заданного положения. Что может нарушить калибровку, произведенную на земле: Перегрузки на этапе выведения и остаточные деформации Температурные деформации Можно прокалибровать в полете по результатам визирования звездного неба три угла относительного поворота между камерами. Далее предполагаем, что такая калибровка произведена марта 2011 Техническое зрение в системах управления

Влияние конструктивных факторов Ошибки измерений Конфигурация областей поиска соответствия. Область поиска меньше области, в которой могут находиться искомые точки Появление аномальных ошибок установления соответствия. Область поиска больше области, в которой могут находиться искомые точки Медленный рост числа аномальных ошибок и увеличение вычислительных затрат марта 2011 Техническое зрение в системах управления

Расположение камер ТСНН ШТК УТК

15-17 марта 2011 Техническое зрение в системах управления Макс. относительная ошибка измерения дальности

Выводы Разворот базы (при неизменной длине в 1,622 метра) порождает ошибки измерения дальности, меньшие 1% и не является критичным; Не является критичной ситуация, когда имеется одновременный разброс углового положения камер и базы, но при фиксированном значении величины базы; Значение ошибки измерения дальности, незначительно превышающее максимально допустимую, наблюдается в случаях, когда имеются угловые развороты камер и базы, а также меняется значение длины стерео базы на 1 см, как в плюс, так и в минус; Нет необходимости вводить поправки измерения дальности в зависимости от измеренного значения дальности; Нет необходимости вводить поправки измерения дальности в зависимости от положения точки на площади кадра марта 2011 Техническое зрение в системах управления

Положение областей поиска соответствия марта 2011 Техническое зрение в системах управления Невозможно скомпенсировать калибровкой. Разброс параметровБез учета калибровки С учетом калибровки Отклонение начальной точки отрезка поиска по каждой координате (бесконечность) 13,2 0 Изменение длины отрезка поиска -1,28 +1,37 пикс. –1,22 +1,26 пикс. Угол разворота отрезка поиска 2,36 1,18 Размер области поиска по координате Y (мин. дальность 10 м) 18 пикс. 3 пикс.

Области поиска особенностей марта 2011 Техническое зрение в системах управления

Выход отрезков поиска соответствия за границы изображения марта 2011 Техническое зрение в системах управления Интервал дальностей от бесконечности до 10 м. Учитывался запас 8 пикселов, необходимый для расчета спектральных коэффициентов. Рассчитывалось положение 30 угловых точек областей поиска особенностей При угловых разворотах в 1 - максимум 3-7 угловых точек выходило за границы изображения. При угловых разворотах, не превосходящих 0,78 точки не выходили за границы поиска особенностей. Уменьшение областей поиска особенностей для уменьшения влияния разворотов нецелесообразно, поскольку уменьшается вероятность найти точки с хорошими свойствами привязки.

Влияние асинхронности моментов съемки стереопары марта 2011 Техническое зрение в системах управления Асинхронность съемки (5 мс) эквивалентна ошибкам углов ориентации камер и стереобазы, а также длины стереобазы. Рассмотрены два сценария посадки ИПМ им. М. В. Келдыша: Сход с квазисинхронной орбиты (КСО) с упреждением прохождения траверза точки посадки. Сход с квазисинхронной орбиты КСО при прохождении траверза точки посадки. Сценарии посадки НПО им. С. А. Лавочкина характеризуются меньшими скоростями сближения с поверхностью Фобоса и гораздо более спокойной угловой динамикой. По этой причине для указанных сценариев ошибки измерения высоты, обусловленные асинхронностью съемки, будут меньше.

15-17 марта 2011 Техническое зрение в системах управления Сход с квазисинхронной орбиты с упреждением прохождения траверза точки посадки. Относительные ошибки измерения.

15-17 марта 2011 Техническое зрение в системах управления Сход с квазисинхронной орбиты при прохождении траверза точки посадки. Относительные ошибки измерения.

Выводы В результате анализа полученных результатов был оптимизирован ряд параметров алгоритмов обработки информации в стереорежиме. Получены оценки максимальных ошибок измерений, порожденных конструктивно- технологическим разбросом углового и линейного положения камер. Показано, что ошибки, обусловленные асинхронностью моментов съемки, невелики, и ими можно пренебречь марта 2011 Техническое зрение в системах управления