Робота системи технічного зору по елементах поверхні космічного апарата в умовах її неповної видимості

Abstract

Вирішується задача відстеження переміщення реперних об’єктів на зображеннях, що отримуються системою технічного зору, призначеною для вимірювання відносного положення і орієнтації некооперованих космічних апаратів на малих відстанях у складі системи забезпечення автоматичного стикування. Дана задача виникає при формуванні вихідних даних для так званої задачі PnP, в якій положення та орієнтація тіла у просторі визначаються за зображеннями контрольних точок поверхні цього тіла, отриманими камерою перспективної проєкції. При цьому положення контрольних точок відносно системи координат цільового тіла мають бути відомими. Оскільки цільовим тілом виступає абстрактний некооперований космічний апарат, для визначення контрольних точок можуть використовуватися лише наявні видимі неоднорідності його поверхні. Тому виникає запитання, як вибирати контрольні точки, щоб вони були прив’язані до поверхні тіла і могли бути знайдені з високою точністю на зображеннях за різних зовнішніх умов зйомки. Одним із варіантів вирішення є використання для прив’язки дрібнорозмірних конструктивних елементів некооперованого космічного апарата, які з великою ймовірністю будуть присутні на його поверхні. Тоді прив’язка контрольної точки здійснюється до відомої форми поверхні відповідного елемента, а визначення її положення на зображенні виконується через розпізнавання відповідного образу. У даній статті розглядається випадок використання системи технічного зору з монокулярною камерою. Розглядається етап роботи на близьких відстанях, коли в полі зору камери знаходиться ділянка поверхні стикування з розміщеними на ній елементами, що використовуються як реперні. Запропоновано метод знаходження на зображеннях положення точок прив’язки окремого класу реперних об’єктів при виконанні періодичної зйомки.The problem of tracking the movement of reference objects on images obtained by the technical vision system, designed to measure the relative position and orientation of uncooperative spacecraft at short distances within the automatic docking support system, is being solved. This problem arises when forming the input data for the so-called PnP problem, where the position and orientation of an object in space are determined based on images of control points on the surface of the object, obtained by a perspective projection camera.