Optical navigation for small lunar spacecraft using the Basilisk astrodynamics software
Basılısk astrodinamik yazılımı kullanılarak küçük Ay uzay aracı için optik navigasyon
- Tez No: 836248
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HALİL ERSİN SÖKEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Astronomi ve Uzay Bilimleri, Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Astronomy and Space Sciences, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sivas Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 95
Özet
Otonomi, günümüzdeki uzay görevlerinde ışık zaman gecikmesi, belirsiz ortamlar ve işletme maliyetleri gibi faktörler nedeniyle kritik bir rol oynamaktadır. Uzay aracı sistemlerinde bulunan optik cihazlar, navigasyon ve algılama gibi otonom amaçlara hizmet edebilir. Son yıllarda, geleneksel uzay araçlarına kıyasla daha küçük, daha az karmaşık ve daha az maliyetli olma avantajlarına sahip olduklarından, uzay araştırmaları için küçük uzay araçlarının kullanımına artan bir ilgi olmuştur. Ayrıca, insanlığın Mars'ı ve ötesini keşfetme özlemlerinden kaynaklanan ay görevlerine olan ilgide bir artış vardır. Bu ilgi, teknolojideki ilerlemeler ve özel şirketlerin katılımı ile ilişkili maliyetlerin düşmesiyle daha da artmaktadır. Bu nedenlerle, bu tezin odak noktası, ay görevlerinde küçük uzay araçlarının yörünge belirlemesi için otonom optik navigasyonun araştırılmasıdır. Çalışma, karmaşık uzay aracı dinamiklerini modellemek ve güdüm, navigasyon ve kontrol algoritmalarını uygulamak için açık kaynaklı bir astrodinamik yazılım olan Basilisk'i kullanmaktadır. Basilisk'in kardeş programı olan Vizard, gerekli uzay ortamını ve işlenmesi için görüntüleri sağlamaktadır. Araştırma, görüntü işleme için Hough Circle Transform yöntemini ve işlenen görüntü verilerine dayalı olarak uzay aracının yörüngesini belirlemek için Centroid ve Apparent Diameter yöntemini kullanır. Elde edilen sonuçlar ve ölçüm modeli, karekök kokusuz Kalman filtresini kullanarak uzay aracının konumunu ve hızını belirlemek için kullanılır. Son olarak, durum vektörünü istenen koordinatlara döndürmek için bir yıldız izleyici kullanılır. Bu araştırma, ay görevleri için otonom ve uygun maliyetli bir optik navigasyon yaklaşımını sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Autonomy plays a crucial role in modern space missions, primarily due to factors such as the light time delay, uncertain environments, and operational costs. The existing optical devices in spacecraft systems can serve autonomous purposes, including navigation and detection. In recent years, there has been a growing interest in using small spacecraft for space exploration, as they have the advantages of being smaller, less complex, and less costly compared to conventional spacecraft. Additionally, there is a surge of interest in lunar missions driven by humanity's aspirations for Mars exploration and beyond. This interest is further fueled by decreasing costs associated with advances in technology and the involvement of private companies. Therefore, the focus of this thesis is on investigating autonomous optical navigation for orbit determination of small spacecraft in lunar missions. The study employs Basilisk, an open-source astrodynamics software, to model complex spacecraft dynamics and implement guidance navigation and control algorithms. Vizard, a sister program of Basilisk, provides the necessary space environment and images for processing. The research utilizes the Circle Transform method for image processing and the Centroid and Apparent Diameter method to determine the spacecraft's trajectory based on the processed image data. The obtained results and measurement models are used to determine the spacecraft's position and velocity using the square-root unscented Kalman filter. Lastly, a star-tracker is utilized to rotate the state vector to the desired frames. This research presents an autonomous and cost-effective optical navigation approach for lunar space missions.
Benzer Tezler
- Design of mobility, manipulation and vision system of a conceptual lunar micro-rover
Gezici mikro ay robotunun hareketlilik, manipülasyon ve görüntü işleme sistemleri tasarımı
NECMİ CİHAN ÖRGER
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
ÖĞR. GÖR. TURGUT BERAT KARYOT
- Sualtı görüntülerinde iyileştirme ve hedef tespiti
Image enhancement and target detection in underwater images
AYSUN TAŞYAPI ÇELEBİ
Doktora
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SARP ERTÜRK
- Çok bölgeli uçuş süresi sensörleri kullanılan otonom cihazlar için tinyml platformu ile nesne algılama
Tiny machine learning model for object detection with multi zone time of flight sensors
SERGEN ERKAN ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. BÜLENT BOLAT
- Object detection using optical and LiDAR data fusion with graph-cuts
Çizge kesit ile optik ve LiDAR veri füzyonu kullanarak nesne tespiti
ONUR TAŞAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİM AKSOY