Использование компьютерного зрения в задаче навигации летающего робота на международной космической станции

12 ноября 2025 года
Тюрин Ростислав Русланович
(аспирант 3-го г. о., научный руководитель к.ф.-м.н. Бугров Д.И., рецензенты д.ф.-м.н. Болотин Ю.В., асп. 4 г. о. Малых Е.В..)

Работа посвящена разработке метода визуальной навигации мобильного робота для эксплуатации в российском сегменте Международной космической станции (МКС) в условиях невесомости. Центральной проблемой системы навигации в таких условиях является отсутствие опорного вектора гравитации, что делает задачу определения ориентации особенно сложной и требует использования альтернативных решений.     

Предлагаемый метод основан на обнаружении и идентификации известных маркеров (шильдиков) при помощи компьютерного зрения, а также на решении задачи Вахбы для высокой точности оценки позиции и ориентации робота относительно внутреннего пространства станции.     

Эффективность алгоритма подтверждена физическими экспериментами, в которых тестировались сценарии движения робота и оценивалась точность навигации. Полученные результаты показали, что применение методов оптимальной обработки шумов позволяет достичь точности, сопоставимой или превосходящей существующие системы автономной навигации.                 

Реализация предлагаемого подхода демонстрирует потенциал для надежной автономной навигации летательных аппаратов-роботов в отсутствии гравитационного вектора, что открывает новые возможности для автоматизации рутинных задач и проведения научных экспериментов на борту МКС.