1
دانشجوی دکتری هوافضا، آزمایشگاه تحقیقات فضایی، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
2
گروه مهندسی فضایی، دانشکده هوافضا، دانشگاه خواجه نصیرالدین‌طوسی
چکیده
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.
شامیرزایی, محسن, & میرشمس, مهران. (1402). اندازه گیری سرعت فضاپیمای بازگشتی به کمک ردیابی شاخصه های تصویری. مجله بینایی ماشین و پردازش تصویر, 10(2), 19-29.
MLA
محسن شامیرزایی; مهران میرشمس. "اندازه گیری سرعت فضاپیمای بازگشتی به کمک ردیابی شاخصه های تصویری". مجله بینایی ماشین و پردازش تصویر, 10, 2, 1402, 19-29.
HARVARD
شامیرزایی, محسن, میرشمس, مهران. (1402). 'اندازه گیری سرعت فضاپیمای بازگشتی به کمک ردیابی شاخصه های تصویری', مجله بینایی ماشین و پردازش تصویر, 10(2), pp. 19-29.
VANCOUVER
شامیرزایی, محسن, میرشمس, مهران. اندازه گیری سرعت فضاپیمای بازگشتی به کمک ردیابی شاخصه های تصویری. مجله بینایی ماشین و پردازش تصویر, 1402; 10(2): 19-29.
)