Оценка точности алгоритма видеонавигации

Оценка точности алгоритма видеонавигации

Инженерный журнал: наука и инновации

# 7



2016

УДК 004.3+519.6 DOI 10.18698/2308-6033-2016-07-1515

Оценка точности алгоритма видеонавигации

СГАУ им. С.П. Королева, Самара, 443079, Россия

Рассмотрена оценка точности алгоритма видеонавигации на близких относи-

тельных расстояниях в космическом пространстве. Показана особенность алго-

ритма, заключающаяся в использовании интеллектуальных алгоритмов, обеспечи-

вающих быстродействие, и динамических моделей, являющихся средством

коррекции алгоритма. Представлены результаты оценки точности для двух чис-

ленных экспериментов.

По результатам первого эксперимента, в ходе которого моделировалось отделе-

ние наноспутника от орбитальной ступени и с помощью алгоритма видеонавига-

ции решалась обратная задача — определение относительной угловой скорости

орбитальной ступени, — получена диаграмма распределения ошибок угловых ско-

ростей. Результаты второго численного эксперимента, при котором моделирова-

лось разделение двух наноспутников и на одном из них была установлена камера,

фиксирующая реперы на поверхности другого наноспутника, свидетельствуют

о хорошей работоспособности алгоритма при решении различных задач в области

космической навигации.

Ключевые слова:

наноспутник, видеонавигация, модель движения, ориентация,

точность, орбитальная ступень.

Введение.

Метод определения своего местоположения с помо-

щью регистрирующей видеоаппаратуры давно известен и широко

применяется на крупных космических аппаратах. В настоящее время

этот метод используют в системах ориентации таких перспективных

космических аппаратов, как наноспутники.

Важной характеристикой любой системы ориентации является ее

точность, обеспечиваемая как используемой аппаратурой, так и алго-

ритмом навигации. Цель настоящей работы — оценить точность ал-

горитма навигации наноспутника с помощью видеоизображений. Для

этого рассмотрим два численных эксперимента и дадим оценку точ-

ности алгоритма видеонавигации.

Алгоритм относительной видеонавигации.

Для определения

ориентации аппарата будем использовать метод, в котором сочетаются

обработчик изображений [1], генетический алгоритм дифференциаль-

ной эволюции [2] и модель движения относительно центра масс.

Существует некоторая последовательность кадров, где запечатлен

интересующий нас аппарат, на котором можно выделить особые точки,

отмеченные цветовыми маркерами. На каждом кадре пиксельные коор-

динаты маркеров служат реальной информацией для действия алгорит-

ма. С помощью известных зависимостей [3] по алгоритму вычисляются