Usando uma única imagem para realizar a calibração em órbita da distorção da lente da câmera espacial
Antes versus depois da correção de distorção. Crédito:Prof. Zhang et al Em várias tarefas espaciais, como atracação espacial e manutenção em órbita, a medição da postura relativa e da posição de espaçonaves não cooperativas é um componente chave. No entanto, o sistema de posicionamento global, os sistemas de deteção por radar e os scanners a laser habitualmente utilizados não são adequados para determinadas tarefas espaciais especiais, uma vez que são grandes, pesados, complexos e dispendiosos.
A visão computacional tem mostrado bom desempenho recentemente em muitas missões espaciais importantes devido ao seu baixo custo, tamanho pequeno, massa leve e precisão aceitável. Mas para missões espaciais que exigem alta precisão ou que usam lentes grande angulares, especialmente lentes que precisam resistir a condições mecânicas e térmicas adversas no espaço por um longo período, o modelo pinhole tradicional não é suficiente.
Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Zhang Gaopeng do Instituto de Óptica e Mecânica de Precisão de Xi'an (XIOPM) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) relatou um método de calibração de parâmetros de distorção em órbita baseado na consistência do ponto de fuga. O estudo foi publicado em Optics and Lasers in Engineering .
Como os painéis solares são comumente utilizados na maioria das espaçonaves, o ambiente espacial não pode usar objetos de calibração específicos e a informação geométrica disponível é limitada, os painéis solares foram usados para obter a calibração dos parâmetros de distorção em órbita.
O método proposto neste estudo inclui principalmente a estimativa precisa da posição do ponto de fuga, o estabelecimento da função objetivo de acordo com a restrição de consistência do ponto de fuga e a otimização e solução dos parâmetros de distorção através do algoritmo genético melhorado (IGA). A solução em órbita dos parâmetros de distorção da câmera espacial foi então concluída. A análise quantitativa foi realizada através de experimentos de simulação para obter os efeitos de diferentes fatores de influência.
O método de calibração de distorção oferece melhor desempenho que o método de Brown em termos de precisão. Em experimentos físicos, traços claros de correção podem ser vistos na base do modelo de satélite. O experimento indicou que este método pode realizar a correção de distorção da imagem do alvo espacial. É flexível e robusto para diversas tarefas espaciais, como encontro e acoplamento.
