Использование компьютерного зрения в задаче навигации летательного аппарата-робота на международной космической станции

30 апреля 2025 года
Тюрин Ростислав Русланович
(аспирант 2-го г. о., научный руководитель к.ф.-м.н. Бугров Д.И., рецензенты д.ф.-м.н. Лемак С.С., асп. 3 г. о. Бушмелев Д.В.)

Работа посвящена разработке нового алгоритма навигации для свободно летающего робота на российском сегменте Международной космической станции (МКС) с использованием методов компьютерного зрения. Учитывая ограниченные вычислительные ресурсы на борту, предложен вычислительно эффективный и точный подход к локализации, основанный на обнаружении ключевых точек с помощью сверточной нейросетевой модели. В качестве реперных объектов используются уникальные маркеры (шильдики), размещённые на внутренних поверхностях станции, чьи координаты заранее известны.                       

Алгоритм прошёл тестирование в симуляционной среде Gazebo, где были смоделированы различные сценарии движения робота, а также на специальном стенде, позволяющим провести физическое моделирование. Полученные результаты показали высокую точность определения положения и ориентации, не уступающую или превосходящую показатели существующих решений, таких как система Astrobee. Представленная методология демонстрирует потенциал для практического применения в условиях микрогравитации, предлагая эффективную и ресурсосберегающую альтернативу существующим SLAM-подходам.