Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

Алгоритмы распознавания изображений для системы автономной навигации КА по наземным ориентирам

С. А. Башкиров, студент IV курса

ФГУП НПП "ОПТЭКС"

 

В настоящее время производительность компьютеров достигла такого предела, что стало возможным проводить достаточно сложную обработку изображений непосредственно на борту КА (см. [1]). Поэтому вместо традиционной системы автономной навигации можно использовать систему автономной навигации КА, использующую реперные точки, привязанные к наземным объектам для определения положения КА. Оценки точности показывают, что возможно определять координаты КА с точностью до 50-100 метров. Если есть не менее 3-х реперных точек на поверхности Земли с известными координатами и известны направления на эти точки с КА, то можно найти положение КА в пространстве. Реперные точки с известными координатами "привязываются" к наземным объектам, делаются снимки этих объектов, обрабатываются и помещаются в память системы автономной навигации. В полёте также делаются снимки поверхности и сравниваются с находящимися в памяти, производится вычисление направлений на реперные точки с известными координатами, и по ним определяется положение (и, если нужно, ориентация) КА.

            На борту находится как минимум 3 оптико-электронные камеры с точно известными направлениями оптических осей. По координатам реперных точек на изображении можно легко вычислить направление на них в системе координат КА. По известным направляющим векторам вычисляются углы между ними. Если известны эти углы и координаты реперных точек, на которые направлены направляющие вектора, то можно легко определить координаты КА.

            Для поиска изображений необходим алгоритм сравнения изображений. Для этого удобно использовать контурные изображения объектов, т. е. на снимке выделяются контуры объектов, которые хранятся в памяти системы навигации и по ним производится сравнение.

            Для увеличения скорости сравнения производится дополнительная обработка этих контуров. Для этого вычисляется кривизна контура, т. е. переход от двумерной задачи (у каждой точки на изображении 2 координаты – X и Y, которые зависят от номера точки) к одномерной (кривизна в зависимости от номера точки). Таким образом, производится сравнение кривизн линий. Параметром "качества" совпадения берётся среднее различие в кривизне.

            После того, как найдены наиболее хорошо совпадающие линии, то их точное наложение производится уже поточечно. Это даёт координаты на изображении реперной точки с известным положением в пространстве. Далее, если известны направления на 3 реперные точки от 3-х камер, то определяется положение КА.

В докладе приведены результаты математического моделирования, реализующего описанные алгоритмы, которые свидетельствуют о правильности принятого подхода к созданию системы автономной навигации по наземным ориентирам.

Список литературы.

В. Петрищев "Система автономной навигации космического аппарата по протяжённым наземным координатам" Изв. Вузов. Приборостроение. 2001. т.44.№ 4. У. Прэтт “Цифровая обработка изображений” том 2, М. Мир, 1982.
Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика