FFMPEG由下一代成像系统用于火星勘探

2021-02-24 21:34:29

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第一台送到血清的MARS用于下降成像的是Mars Descent Imager(Mardi),它于1998年飞过火星极地兰德(MPL)使命(Malin等人2001)。 MPL航天器在EDL期间丢失,并且没有返回图像数据(Casani等,2000)。

2004年,MEL血统运动估计系统(DIMES)系统在EDL期间返回图像,作为系统的一部分,以检测EDL期间的过量水平速度(Johnson等,2007)。 DIMES系统每次rover获取三个图像每3.75秒,使用修改的navcam相机作为下降成像器(maki等人2003)。 Dimes系统成功地确定了两辆车上的水平速度,并引发了精神的成功速度(机会上不需要校正)。

2008年,火星凤凰特派团将第二个版本的MPL Mardi与Mars一起飞行,以及麦克风。由于最后一刻担心从相机到着陆器的数据传输可能会干扰EDL系统,凤凰狂欢节目未在EDL期间获取。

2012年,MSL好奇心火星下降成像器(Mardi)在EDL期间成功获得了图像(Malin等人。2017)。虽然狂欢狂欢与早期的MPL和Phoenix Mardi设计有遗产,但Phoenix经验激励了MSL的不同数据处理架构。相机包括其自己的非易失性闪存,而不是依赖乘坐狂欢者的读数和存储,而不是依赖于狂欢者的读数和存储,而是使数据采集和存储独立于EDL期间的航天器。 MSL Mardi与MSL MASTCAM(Malin等,2017)和Mahli相机(EdgeTt等人)开发(EdgeTT等人2012)并包含许多相对于MARDI和Phoenix版本的其他改进:更大的格式(\( 1600 \ times 1200〜\ text {pixels} \)),颜色(拜耳图案过滤器)检测器,基于变换的有损图像压缩(联合摄影专家组,JPEG)和更高的帧率(\(\ SIM4〜\ Text {框架/第二} \))。好奇心狂欢通过MER下降成像器上的框架率提高了帧速率。

2016年,MARS 2020项目将着陆器视觉系统(LVS)系统纳入MARS 2020 EDL设计。 LVS的关键组件是LVS相机(LCAM),其在降落伞血管期间获取表面的图像。 LVS通过获取和将LCAM图像与板载图谱图相关联来确定车辆位置。使用来自火星侦察轨道器(MRO)上下文相机(CTX,Malin等,2007)的数据生成的板载地图,并在EDL之前预加载到车辆上。航天器使用LVS本地化来确定使用MRO Hirise(Mcewen等,2007)图像确定危险的着陆目标。在EDL的动力下降阶段,航天器飞到了这种安全目标。 LVS具有来自MEL血统运动估计系统(DIMES)系统的遗产。 MARS 2020 LVS采用的技术称为地形相对导航(TRN)。

LCAM需要在LVS下立即获取并发送全局快门图像,其中LVS具有低时间延迟。由于这些时间要求无法满足任何现有的空间合格的飞行成像系统,因此选择了Malin Space Science Systems(MSS)以开发,构建和测试新系统。 LCAM与早期的Mardi设计有遗产,也包含其他MSS成像系统的功能(Ravine等,2016)。

恒定工程相机的高级目标和要求主要与原始精神和机遇要求不变。 NavCams旨在通过获取安装在流动站的顶层甲板上的平底锅/倾斜桅杆上的图像来调查ROVER周围的地形\(360 ^ {\ inc})。 NavCam图像用于遍历规划,科学目标识别和选择,机器人臂操作和Rover自动导航。另外,NavCams将通过获取Rover硬件的图像来记录车辆的状态,并通过获取阳光图像来确定当地火星框架中的流动姿势。纹章设计用于将立即/船舶的区域图像图像,特别是在罗孚身体闭塞的区域内没有导航的区域。 HAZCAMS支持机器人臂操作和ROVER导航。它们还支持检查车轮和地形之间的接触界面的检查。 Cachecam将在样品加工过程中记录样品管中的材料。

毅力工程摄影机的设计升级是基于从火星漫游者地面操作中汲取的经验教训,包括2004-2010年有效的精神漫游者任务,2004-2018年有效的机会漫游者任务以及2012-2012年有效的好奇号漫游者当下。在火星上连续漫游超过16年的过程中,原始MER / MSL设计出现了三个主要限制。首先是MER / MSL Navcam视场(FOV)太窄,无法有效成像流动站周围的火星景观。第二个限制是MER / MSL工程相机由于缺乏颜色信息而无法评估车辆状态和火星地形。第三个限制是MER / MSL工程相机的低角度像素比例将盲目驱动器的名称限制为大约40-50米,并且评估车辆硬件状态的能力有限。最初的MER相机设计是为90-Sol的名义表面任务设计的。通过改进原始设计,Perseverance工程摄像机将有助于改善先前任务的任务性能。

MER / MSL Navcam FOV为\(45 ^ {\ circ} \乘以45 ^ {\ circ} \),为0.82 mrad /像素。与Pancam(\(16 ^ {\ circ} \乘以16 ^ {\ circ} \)在0.27 mrad / pixel时相比,视野相对较宽,Bell et al.2003)或Mastcam(\(20 ^ {\ Circ} \ times 15 ^ {\ circ} \)在0.218 mrad / pixel处,Malin等人,2017年),MER / MSL Navcam FOV太窄,无法在单个视图中同时成像近场和远场地形图像。必须获取总共10张MSL Navcam图像,以涵盖整个\(360 ^ {\ circ} \)关注范围。为了覆盖近场和远场地形,必须将两层MSL Navcam全景图(宽10幅图像×高2幅图像)镶嵌在一起,从而在图像之间的界面处创建图像到图像的接缝(图1)。全景图中相邻重叠图像之间的视差效果会在最终组装的镶嵌图中产生瑕疵。

小姐

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