Эта сложная аудиовизуальная система космической станции ни в коем случае не является простой «камерой и экраном». Он объединяет машинное зрение, интеллектуальные вычисления, а также точное машиностроение. Это эквивалент «глаз» роботизированной руки космической станции. Это «суперзрение», необходимое астронавтам. Именно нейронное чувство обеспечивает безопасность на орбите и эффективность экспериментов. Эта система должна находиться в суровых условиях с микрогравитацией, экстремальными перепадами температур и сильной радиацией, чтобы достичь надежности и автономности, которых трудно достичь наземным системам.
Как аудиовизуальная система космической станции помогает роботизированной руке
Роботизированная рука, используемая на космической станции, похожа на мобильную систему обслуживания (MSS), сделанную в Канаде. Когда он выполняет точные операции, он сильно зависит от визуального руководства и является специализированным. Система искусственного зрения (AVS) предназначена для поддержки ловкого манипулятора специального назначения (SPDM), ожидающего, пока устройство выполнит задачи отслеживания, осуществит операции захвата и выполнит важные задачи, такие как стыковочные инструменты. Эта система не только обеспечивает графическое отображение данных для операторов-космонавтов, но также обеспечивает поддержку машинного зрения, необходимую для автоматического управления роботизированной рукой в замкнутом контуре.
Экстремальные условия освещения в космосе и сильный контраст между светом и темнотой создают серьезные проблемы для надежного автоматического обнаружения и сопровождения целей. Поэтому команда разработчиков создаст специальный. Испытательный стенд по разработке видения (VDTB) проводит на земле работы по моделированию сильноконтрастной освещенности в космосе, используя этот метод для проверки и повышения надежности алгоритма видения. Эти испытания могут гарантировать, что роботизированная рука сможет точно идентифицировать и управлять целями, независимо от того, находится ли она в области яркого солнечного света или в области темной тени земли.
Как астронавты используют аудиовизуальные системы для обретения экстравизуальных способностей
В космосе поле зрения космонавтов крайне ограничено, если смотреть прямо из иллюминатора. Большинство работ по сборке и техническому обслуживанию требуют использования камер. Однако обычные двумерные изображения не могут предоставить информацию о глубине. С учетом этого его разработала Канада. Усовершенствованная система космического видения (SVS) Она родилась в определенной ситуации. В нем используются обычные двухмерные камеры, установленные в грузовом отсеке космического корабля. В нем используются обычные двухмерные камеры, установленные на роботизированных руках. Здесь используются обычные двухмерные камеры, установленные на космической станции. Он сочетает их со специальными целями сотрудничества, установленными на полезной нагрузке. Он вычисляет трехмерное положение объекта в реальном времени.
Эти кооперативные мишени, изготовленные из специального покрытия, имеют чрезвычайно низкую отражательную способность и выглядят на фотографиях как маленькие незаметные черные точки. Система выполняет триангуляцию, определяя как минимум три таких целевых точки, а затем генерирует точную трехмерную справочную информацию о пространственном положении и ориентации для астронавтов на экране. Эта система была впервые испытана в 1992 году и успешно использовалась при сборке и обслуживании Международной космической станции.
Как аудиовизуальные системы справляются с экстремальной радиационной обстановкой в космосе
Высокая радиационная среда в космосе представляет смертельную угрозу для электронных систем. Система авионики, лежащая в основе аудиовизуальной системы, должна иметь радиационно-стойкую конструкцию . Это включает в себя использование специальных радиационно-стойких библиотек прикладных интегральных схем (ASIC) для проектирования резервных схем, а также использование программного исправления ошибок и других технологий для смягчения эффектов одиночных событий. Эти меры гарантируют, что ключевые компоненты, такие как процессоры и память, не выйдут из строя и не будут генерировать ошибочные данные при бомбардировке космическими лучами.
Помимо усиления аппаратного обеспечения, архитектура системы также должна полностью учитывать надежность. Являясь «сердцем», система авионики отвечает за все задачи управления, обработку данных миссии, управление энергопотреблением и связь. Он предназначен для достижения мощных вычислительных возможностей при ограниченном потреблении энергии и пространстве, а также для поддержки сложной обработки видеоданных и требований автономного управления. Тот, который является масштабируемым. Платформа бортового компьютера (ОБК) может регулировать количество интерфейсов, регулировать схему резервирования и выбирать процессоры в соответствии с потребностями миссии. Это решающий момент в решении разнообразных задач.
Как небольшие спутники могут служить продолжением аудиовизуальных систем
Концепция аудиовизуальных систем выходит за пределы самой космической станции. Например, космический эксперимент «Автономная видеоинформационная система» (АВИС), проводимый Россией, направлен на проверку использования пикоспутников и наноспутников — технологий, используемых для орбитального мониторинга. У него есть такой тип небольшого спутника, который весит всего несколько килограммов и оснащен видеосистемой, системой трехосной стабилизации и системой микродвижения. Его можно запускать вручную с космической станции или автоматически с помощью грузового космического корабля.
Они имеют возможность подлетать близко к другим космическим кораблям и инспектировать их, могут передавать видео в реальном времени обратно на землю через глобальные системы спутниковой связи, а также могут выполнять работы, даже если они находятся вне поля зрения станции измерения и управления. Эта ценная возможность чрезвычайно ценна для мониторинга состояния отделения спутников и ракет, проверки успешности развертывания ключевых компонентов, таких как солнечные панели, и даже для наблюдения за неисправным космическим кораблем. Предоставляйте глобальные услуги по закупкам слабых текущих интеллектуальных продуктов!
Как рисовать и перемещаться по трехмерным картам внутри космической станции
Аудиовизуальные технологии также необходимы для интеллектуального управления действиями в салоне. Недавно CSIRO разработала один из них в Австралии. Многоразрешающий сканер (MRS) установлен на свободно летающем роботе Международной космической станции. Это устройство объединяет две стереокамеры, три датчика дальности полета и блок инерциальных измерений для выполнения трехмерных изображений, построения карт и навигации по 26-летней станции.
Проект столкнулся с серьезными инженерными проблемами. Например, необходимо было строго экранировать электромагнитные помехи (ЭМП), создаваемые такими кабелями, как USB3, чтобы не влиять на другие точные эксперименты на станции. В то же время, в рамках чрезвычайно ограниченного бюджета по весу и объему, интеграция нескольких датчиков и соответствие всем стандартам безопасности НАСА, таким как требования к огнезащитной сетке, потребовали повторных испытаний и оптимизации конструкции. Эти усилия наконец дали роботу возможность автономного картографирования и навигации.
Каковы новые требования к аудиовизуальным системам в будущих исследованиях космоса?
По мере расширения миссий в глубокий космос требования к автономности и интеллекту аудиовизуальных систем будут расти в геометрической прогрессии. Будущим системам потребуются более совершенные алгоритмы машинного обучения , которые будут применяться для распределения задач и совместного управления многоагентными системами, а также для возможности выполнять планирование траектории в реальном времени в динамических средах. Например, несколько дронов или спутниковых группировок должны сотрудничать автономно, как рой.
Мониторинг целостности полного жизненного цикла стал бы стандартной функцией. С помощью встроенных датчиков и в сочетании с визуальным контролем система может непрерывно следить за исправностью конструкции космического корабля и прогнозировать потенциальные неисправности. Задержки связи в дальнем космосе делают невозможным наземный контроль в реальном времени. Это требует глубокой интеграции аудиовизуальных систем и систем авионики для формирования «кибер-космонавтов», которые смогут автономно воспринимать, принимать решения и действовать и действительно станут надежными партнерами человека в космосе.
По вашему мнению, в каких аспектах будущей космической станции необходимо добиться прорыва в частях, которые функционируют как «глаза» и части, имеющие функции, аналогичные «мозгам», чтобы они могли самостоятельно решать чрезвычайно сложные и рискованные задачи, такие как предотвращение космического мусора и автономная стыковка космических кораблей? Добро пожаловать, чтобы выразить свое мнение в области комментариев. Если эта статья вдохновила вас, пожалуйста, поставьте ей лайк и поделитесь ею с друзьями, которые интересуются аэрокосмическими технологиями.
Добавить комментарий