In varie attività spaziali come l'attracco dei rendezvous spaziali e la manutenzione in orbita, la misurazione della postura e della posizione relativa dei veicoli spaziali non cooperativi è una componente chiave. Tuttavia, il sistema di posizionamento globale comunemente utilizzato, i sistemi di rilevamento radar e gli scanner laser non sono adatti per determinati compiti spaziali speciali poiché sono grandi, pesanti, complessi e costosi.
La visione artificiale ha recentemente mostrato buone prestazioni in molte importanti missioni spaziali grazie al suo basso costo, alle dimensioni ridotte, alla massa leggera e alla precisione accettabile. Ma per le missioni spaziali che richiedono un'elevata precisione o che utilizzano obiettivi grandangolari, in particolare obiettivi che devono resistere a dure condizioni meccaniche e termiche nello spazio per lungo tempo, il tradizionale modello stenopeico non è sufficiente.
Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Zhang Gaopeng dell'Istituto di ottica e meccanica di precisione di Xi'an (XIOPM) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) ha riportato un metodo di calibrazione dei parametri di distorsione in orbita basato sulla coerenza del punto di fuga. Lo studio è stato pubblicato su Optics and Lasers in Engineering .
Poiché i pannelli solari sono comunemente utilizzati nella maggior parte dei veicoli spaziali, l'ambiente spaziale non può utilizzare oggetti di calibrazione specifici e le informazioni geometriche disponibili sono limitate, i pannelli solari sono stati utilizzati per ottenere la calibrazione dei parametri di distorsione in orbita.
Il metodo proposto in questo studio comprende principalmente la stima accurata della posizione del punto di fuga, la determinazione della funzione obiettivo secondo il vincolo di consistenza del punto di fuga e l'ottimizzazione e la soluzione dei parametri di distorsione attraverso l'algoritmo genetico migliorato (IGA). È stata quindi completata la soluzione in orbita dei parametri di distorsione per la telecamera spaziale. L'analisi quantitativa è stata eseguita attraverso esperimenti di simulazione per ottenere gli effetti di diversi fattori di influenza.
Il metodo di calibrazione della distorsione fornisce prestazioni migliori rispetto al metodo di Brown in termini di precisione. Negli esperimenti fisici si possono vedere chiare tracce di correzione dalla base del modello satellitare. L'esperimento ha indicato che questo metodo può realizzare la correzione della distorsione dell'immagine del bersaglio spaziale. È flessibile e robusto per varie attività spaziali come rendezvous e attracco.
Ulteriori informazioni: Gaopeng Zhang et al, Calibrazione in orbita della distorsione dell'obiettivo della fotocamera spaziale utilizzando una singola immagine, Ottica e laser in ingegneria (2024). DOI:10.1016/j.optlaseng.2024.108140
Informazioni sul giornale: Ottica e laser in ingegneria
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
