این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
ماشین بینایی و پردازش تصویر، جلد ۱۰، شماره ۲، صفحات ۱۹-۲۹
عنوان فارسی اندازه گیری سرعت فضاپیمای بازگشتی به کمک ردیابی شاخصه های تصویری
چکیده فارسی مقاله مسأله ­ی تعیین جابجایی و دوران دوربین براساس شاخصه­ های متناظر میان فریم­ های تصویر، از موضوعات مورد بحث در علم بینایی ماشین است. پیچیدگی مسأله به یکتا نبودن پاسخ مربوط می­شود. در این مقاله از روش حداقل مربعات بازگشتی برای پردازش اطلاعات حاصل از ردیابی شاخصه ­های تصویری به منظور اندازه گیری جابجایی خطی و زاویه ­ای دوربین میان فریم ­های تصویری و متعاقب آن اندازه­ گیری سرعت استفاده می­شود. به طور مشابه، از تطبیق تصاویر لحظه­ ای دوربین با تصاویر مرجع، برای اندازه­ گیری خطای ناوبری اینرسی در تعیین خطای موقعیت و وضعیت فضاپیمای حامل دوربین استفاده می­شود. همچنین فیلتر کالمن توسعه ­یافته برای تلفیق مقادیر اندازه ­گیری شده توسط سامانه بینایی با اطلاعات سیستم ناوبری اینرسی به کار گرفته می­شود. بدین ترتیب، همزمان با ارتقاء دقت سیستم ناوبری، امکان دستیابی به تقریب مناسبی از جابجایی دوربین در بازه­ های زمانی میان فریم­ های تصویر فراهم می­شود. بکارگیری این تقریب به عنوان نقطه شروع، باعث همگرایی روش حداقل مربعات بازگشتی به پاسخ مورد قبول از میان پاسخ ­های ممکن برای مسأله می­شود. برای نمایش کارایی روش پیشنهادی، بازگشت یک فضاپیمای نوعی و تصاویر دوربین نصب شده بر روی آن شبیه ­سازی می­شود. خطای سنسورهای اینرسی مدل­سازی شده­ اند. بنابراین سیستم ناوبری اینرسی سرعت، موقعیت و وضعیت فضاپیما را با خطا گزارش می­کند. با ردیابی شاخصه­ های تصویری مناسب و تعیین مختصات نقاط شاخصِ از پیش ­نگاشت­ یافته در تصویر دوربین، خطای سیستم ناوبری اینرسی تخمین ­زده شده و اصلاح می­گردد. صحه­ گذاری بر نتایج، از طریق مقایسه آن­ها با مقادیر حاصل از حل معادلات شش درجه آزادی حرکت به عنوان مقادیر صحیح و بدون خطا انجام می­شود. نتایج نشان می­دهند که در سناریوی تعریف شده برای بازگشت فضاپیما و به ازای مشخصات درنظر گرفته شده برای دوربین و سنسورهای اینرسی، دقت 02/0 متر بر ثانیه، 5 متر و 01/0 درجه به ترتیب در تعیین سرعت، موقعیت و وضعیت قابل دستیابی است، ضمن این که دقت حاصل از بکارگیری سامانه بینایی، مستقل از زمان پرواز، دینامیک پرنده و سایر عوامل مؤثر بر دقت سیستم ناوبری اینرسی است.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله ناوبری اینرسی، ناوبری تلفیقی، ناوبری به کمک تصویر، بینایی ماشین، سرعت سنجی بینایی،
عنوان انگلیسی Determining returning spacecraft velocity, using image features tracking
چکیده انگلیسی مقاله In this article, RLS method is used to process the information obtained from the tracking of features in order to measure the linear and angular displacement of the camera between image frames and subsequently to measure the speed. On the other hand, camera image registration with reference images is used to measure the INS error in position and attitude. The EKF is used to integrate the measurements of VS with the outputs of the INS. As the accuracy of the VINS is improved, it is possible to achieve a suitable approximation of the camera movement in the time intervals between the image frames. Using this approximation as an initial point leads to the convergence of the RLS to the acceptable answer. To show the effectiveness of the proposed method, the return of a spacecraft and the images of the camera mounted on it are simulated. The INS reports the speed, position and attitude erroneously. By tracking opportunistic features and determining the location of a priori mapped landmarks in image, the errors of the INS are estimated and corrected. The results are validated by comparing them with the values obtained from solving the motion equations as error-free values. The results show that in the defined scenario for the return of the spacecraft and specifications considered for the camera and inertial sensors, the accuracy of 0.02 m/s, 5m and 0.01 deg. respectively in determining the speed, position and attitude is achievable.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله ناوبری اینرسی, ناوبری تلفیقی, ناوبری به کمک تصویر, بینایی ماشین, سرعت سنجی بینایی
نویسندگان مقاله محسن شامیرزایی |
دانشجوی دکتری هوافضا، آزمایشگاه تحقیقات فضایی، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

مهران میرشمس |
گروه مهندسی فضایی، دانشکده هوافضا، دانشگاه خواجه نصیرالدین‌طوسی

نشانی اینترنتی https://jmvip.sinaweb.net/article_161637_792216f730166bb2f5eabc278915be14.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات