Слайд 1 - Техническое зрение в системах управления
реклама
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 15-17 марта 2011 Техническое зрение в системах управления - 2011 ТСНН – телевизионная система навигации и наблюдения проекта “Фобос-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 15-17 марта 2011 Техническое зрение в системах управления - 2011 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. 15-17 марта 2011 Техническое зрение в системах управления - 2011 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. 15-17 марта 2011 Техническое зрение в системах управления - 2011 Расположение камер ТСНН УТК ШТК ШТК УТК 15-17 марта 2011 Техническое зрение в системах управления - 2011 Макс. относительная ошибка измерения дальности 15-17 марта 2011 Техническое зрение в системах управления - 2011 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. 15-17 марта 2011 Техническое зрение в системах управления - 2011 Положение областей поиска соответствия Невозможно скомпенсировать калибровкой. Разброс параметров Отклонение начальной точки отрезка поиска по каждой координате (бесконечность) Изменение длины отрезка поиска Без учета С учетом калибровки калибровки 13,2 0 -1,28 +1,37 –1,22 +1,26 пикс. пикс. Угол разворота отрезка поиска 2,36 1,18 Размер области поиска по координате Y (мин. дальность 10 м) 18 пикс. 3 пикс. 15-17 марта 2011 Техническое зрение в системах управления - 2011 Области поиска особенностей 15-17 марта 2011 Техническое зрение в системах управления - 2011 Выход отрезков поиска соответствия за границы изображения 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. 15-17 марта 2011 Техническое зрение в системах управления - 2011 Влияние асинхронности моментов съемки стереопары 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 - 2011 Сход с квазисинхронной орбиты с упреждением прохождения траверза точки посадки. Относительные ошибки измерения. 15-17 марта 2011 Техническое зрение в системах управления - 2011 Сход с квазисинхронной орбиты при прохождении траверза точки посадки. Относительные ошибки измерения. 15-17 марта 2011 Техническое зрение в системах управления - 2011 Выводы • В результате анализа полученных результатов был оптимизирован ряд параметров алгоритмов обработки информации в стереорежиме. • Получены оценки максимальных ошибок измерений, порожденных конструктивнотехнологическим разбросом углового и линейного положения камер. • Показано, что ошибки, обусловленные асинхронностью моментов съемки, невелики, и ими можно пренебречь. 15-17 марта 2011 Техническое зрение в системах управления - 2011
