14392

14392

پياده سازي سخت افزاري الگوريتم هاي حسگر ستاره

كارشناسي ارشد

كنترل

بهمن 1393

بهمن 1393

دكتر سيد كمال الدين موسوي مشهدي

دكتر سيد مجيد اسماعيل زاده

برق

چكيده در اين پروژه با هدف تعيين وضعيت يك ميكرو ماهواره، به پياده¬سازي و تست الگوريتم¬هاي يك حسگر ستاره به صورت سخت افزاري مي¬پردازيم. اين الگوريتم¬ها عبارتند از: الگوريتم مركزيابي، شناسايي الگو و تعيين وضعيت. براي اجراي اين الگوريتم¬ها ابتدا نياز به تصاويري با كيفيت بالا از ستارگان داريم كه توسط دوربين ردياب ستاره تهيه مي¬شوندو جهت پردازش در اختيار پردازنده قرار مي¬گيرند. پردازنده منتخب ما يك پردازنده ARM Cortex-A8با سرعت 1GHz است. در اولين مرحله¬ي پردازش به ارائه يك الگوريتم جديد با سرعت اجراي بالا، جهت حذف نويز الگوي ثابت از تصاوير مي¬پردازيم. نتايج نشان مي¬دهد كه اين الگوريتم حداقل تا 6 برابر مي¬تواند سطح نويز الگوي ثابت تصاوير را در مدت كمتر از 5 ميلي¬ثانيه، كاهش دهد.مرحله¬ي بعد مركزيابي ستارگان تصوير است.در اين مرحله با انجام يك الگوريتم مركزيابي تطبيقي، به طوري كه تنها ستارگان روشن¬تر تصوير مركزيابي شوند و بر اين اساس تعيين وضعيت صورت بگيرد، توانسته¬ايم دقت حسگر را افزايش دهيم. مرحله سوم شناسايي ستارگان است. با توجه بهاهميت زياد سرعت و دقت الگوريتم شناسايي، در اين مرحله با اصلاح الگوريتم شناسايي الگوي هرمي توانسته¬ايم با صحت 98 درصد، در مدت زمان 25 ميلي¬ثانيه، ستارگان تصوير را شناسايي نماييم.آخرين مرحله پردازش، تعيين وضعيت است. در ابتدا دقت مفروض براي تعيين وضعيت در دو محور ياو و پيچ كمتر از 20 arcsec و براي محور رول كمتر از 100arcsecمي¬باشد. همان¬طور كه در نتايج خواهيد ديد، ما با استفاده از الگوريتم q-method، انجام كاليبراسيون زميني براي دوربينو در نظر داشتن خطاهاي ناشي از دقت كاتالوگ ستارگان و اثر مانور ماهواره در صحت تصوير دريافتي به دقتي بهتر از محدوده فوق دست يافته¬ايم. به منظور پياده¬سازي كليه الگوريتم¬هاي فوق ابتدا الگوريتم¬ها به زبان C/C++ در نرم¬افزار Eclipse در سيستم عامل لينوكس ارزيابي شده و سپس بر روي پردازنده ARMمذكور اجرا گرديده¬اند. كلمات كليدي: تعيين وضعيت ماهواره، حسگر ستاره، الگوريتم مركزيابي، شناسايي الگو، حذف نويز الگوي ثابت، كاليبراسيون دوربين