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Navigazione autonoma di un veicolo per esplorazione spaziale dotato di telecamere stereografiche

Informazioni tesi

  Autore: Mauro Massari
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 1999-00
  Università: Politecnico di Milano
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Aerospaziale
  Relatore: Franco Bernelli
Coautore: Ivan Ferrario
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 138

Sarà affrontata la progettazione di un sistema di navigazione autonoma per un veicolo adatto all’esplorazione spaziale, utilizzando un sistema di visione stereografica per individuare gli oggetti che potrebbero interferire con la navigazione stessa. Saranno discussi gli algoritmi utilizzati per analizzare le immagini ottenute da due telecamere parallele e le metodologie per l’estrazione dalle stesse delle informazioni sull’ambiente circostante. Sarà inoltre presentato un algoritmo per la navigazione che sfrutta il sistema di visione stereografica implementato al fine di raggiungere un obiettivo evitando gli eventuali ostacoli.
Si passerà infine alla descrizione delle fasi della realizzazione di un prototipo, ponendo particolare cura al sistema di controllo dei motori passo-passo utilizzati per il movimento del veicolo. Si discuteranno quindi le prove effettuate con questo prototipo esponendo ed analizzando i risultati ottenuti.

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Introduzione - 1 - Introduzione La Russia utilizz nel 1970 un veicolo lunare comandato da Terra chiamato Lunakhod 1, ma nonostante vi fossero solamente tre secondi di ritardo nella trasmissione dei comandi risult molto difficile da manovrare. Il controllo da Terra diventa impensabile a distanze maggiori dove, nonostante il drastico miglioramento della tecnologia, i ritardi di trasmissione sono troppo elevati. Oggi gli orizzonti dell’es plorazione spaziale si sono ampliati notevolmente e i pianeti piø prossimi alla Terra non sono piø una meta irraggiungibile; Ł per improponibile utilizzare veicoli comandati da Terra per l’esplorazione di detti pianeti quando una missione su Marte, che Ł il pianeta piø prossimo alla Terra, implica ritardi di trasmissione di ben undici minuti. Nasce quindi la necessit di un veicolo autonomo, in grado di muoversi in un ambiente sconosciuto e di portare a termine semplici operazioni senza il continuo intervento di un operatore sulla Terra. La N.A.S.A. fin dal 1960 ha sviluppato prototipi di veicoli ad uso spaziale che per solo recentemente sono divenuti autonomi o solo parzialmente autonomi, quali il Little Blue, il GO -FOR, il Robby, il Rocky III ed il Rock y IV, che sono per rimasti unicamente prototipi orientati alla studio e sviluppo di nuove tecnologie. Solo la missione Mars Pathfinder condotta nel 1997 dalla N.A.S.A., ed in particolare il Sojourner, in altre parole il veicolo utilizzato per condurre l esplorazione del terreno marziano e l esecuzione degli esperimenti, hanno dimostrato la versatilit e l’utilit di un veicolo in campo spaziale nel portare a termine compiti non eseguibili direttamente dall’uomo. Due telecamere stereografiche1 montate a bor do del modulo d atterraggio inviavano le immagini riprese agli operatori di Terra i quali procedevano alla ricostruzione di un ambiente tridimensionale in cui individuavano un obiettivo, sceglievano il 1 Due telecamere stereografiche sono disposte in modo da fornire due immagini della stessa scena riprese da breve distanza.

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Parole chiave

algoritmi di visione
esplorazione spaziale
navigazione autonoma
visione artificiale
telecamere stereografiche
visione stereografica

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