Perseverance (Mars 2020 rover) - Atlas V 541 - Canaveral SLC-41 - 30.07.2020

[Бугров]

А скорость в каких единицах определяется?

Расскажу в очень грубом приближении. Концептуально.

Изначально всё в пикселях . X и Y каждого пикселя пересчитываются с разными поправками, включая поправки на кривизну оптики, проецирующей на линзу, сводящую лучи к фотосенсору. Потом переводим в расстояние по поверхности с учётом угла, под которым поверхность видна с данной высоты.

Потом фактическое сопоставляется с ожидаемым, и с учётом полученной дельты даётся команда изменить положение ротора.

[Бугров]

И где тут что-то кроме как про демонстратор?

Я думаю, что что НАСА добавила функцию "разведки" как бонус. А основная задача - это продемонстрировать возможность управляемого полета в марсианской атмосфере.

Уважаемый cross-track, не слушайте "спецов-многостаночников", которые на туче форумов от балансера до танцпола, и на все темы мастаки - от Украины до ВМФ. Они только умеют, что гуглить ближайшее, а темой Марса до 2018-го вообще не занимались.

Вкратце дело так.
1. Концептуально ротор был готов ещё в начале 2000-х. Рисовалась куча прожектов, как вертолёты будут по-над Марсом порхать и во всём помогать. НАСА эти проекты читали, но ходу им не давали. Потому что знали, что грузоподъёмности чего-либо, кроме самого себя, у вертолёта на Марсе почти никакой.

Хотя задним числом сегодня могут жалеть: пока не было на марсоходах РИТЭГов, вертолёт был бы в самый раз, чтобы песок с солнечных батарей сдувать. Сейчас из-за этого Инсайт почти что теряют - а так запустили бы стрекозку, и дело в шляпе.

2. К открытию бюджета под миссию Марс-2020, а это начало 2013-го, вертолёт готов не был. В программу он не попал. И лишь к 2018-му, когда все испытания прошли, стали его в программу проталкивать. У главной научной группы, у ровера, всё уже расписано  на после посадки, чем и как заниматься. Вертолёт отнимает время, сдвигает планы - причём так уж получилось, что накануне очередного ухода Марса за Солнце.

Пришли к компромиссу. Назвали всё это "демонстрацией технологий" в расчёте на то, что через полтора месяца всё закончится, и ровер будет заниматься своими главными научными делами. Повторяю: не "30 солов", а полтора м-ца, потому что 15 дней перед этим - это подбор взлётного поля и 6 дней выгрузки. В итоге выгрузили вертолёт только на 45-й сол.

Поэтому ссылки на программы после 2018 года, который наш молодящийся многостаночник сюда присовывает - это только половина правды. Предыдущую половину я вам сейчас рассказал. Противников вертолёта было в НАСА немало. Да и сейчас они остались. Как иначе объяснить, почему после 6-го полёта и до сегодняшнего дня саботировали обновление карт полётов вертолёта на сайте НАСА? Иного разумного объяснения трудно найти.

[cross-track]

А скорость в каких единицах определяется?

Расскажу в очень грубом приближени. Концептуально.

Изначально всё в пикселях . X и Y каждого пикселя пересчитываются с разными поправками, включая поправки на кривизну оптики, проецирующей на линзу, сводящую лучи к фотосенсору. Потом переводим в расстояние по поверхности с учётом угла, под которым поверхность видна с данной высоты.

Потом фактическое сопоставляется с ожидаемым, и с учётом полученной дельты даётся команда изменить положение ротора.

А можно проще. В вашем примере зеленые точки - это совпадения с точками образца. А образец - это снимок со спутника с привязкой пикселей к координатам (что-то вроде GeoTIFF). Так что если "координатный" путь за известное время определен, то фактически определена и скорость)

[Бугров]

А с чем сравниваются "элементы изображения с навигационной камеры"? С каким образцом? Образцом являются снимки со спутника с координатной привязкой пикселей. Только тогда можно найти координаты коптера, т.е. решить навигационную задачу (или, по крайней мере, ее часть).

Последовательные кадры сравниваются друг с другом и так вертолет определяет в какую сторону и с какой скоростью он летит.

Всё верно господин opinion объяснил. В принципе, здесь где-то выше уважаемый Андрей-59 наверняка давал перевод этой статьи от 30 апреля - там примерно об этом же (извините. что без перевода).

To estimate our movements during flight, we use a set of sensors that include a laser rangefinder (for measuring altitude) and a camera. We don't use those sensors until we reach 1 meter altitude out of concern that they might be obscured by dust near the ground. Instead, we initially rely only on an inertial measurement unit (IMU) that measures accelerations and angular rates, and we integrate those measurements to estimate our movements. This is a type of "dead reckoning" navigation – comparable to measuring how far you've walked by counting your steps. It's not very accurate in the long run, but because Ingenuity takes only a couple of seconds to reach 1 meter, we can make it work.

Общий смысл: "оцениваем своё перемещение по числу пройденных шагов".

[cross-track]

А с чем сравниваются "элементы изображения с навигационной камеры"? С каким образцом? Образцом являются снимки со спутника с координатной привязкой пикселей. Только тогда можно найти координаты коптера, т.е. решить навигационную задачу (или, по крайней мере, ее часть).

Последовательные кадры сравниваются друг с другом и так вертолет определяет в какую сторону и с какой скоростью он летит.

Всё верно господин opinion объяснил. В принципе, здесь где-то выше уважаемый Андрей-59 наверняка давал перевод этой статьи от 30 апреля - там примерно об этом же (извините. что без перевода).

To estimate our movements during flight, we use a set of sensors that include a laser rangefinder (for measuring altitude) and a camera. We don't use those sensors until we reach 1 meter altitude out of concern that they might be obscured by dust near the ground. Instead, we initially rely only on an inertial measurement unit (IMU) that measures accelerations and angular rates, and we integrate those measurements to estimate our movements. This is a type of "dead reckoning" navigation – comparable to measuring how far you've walked by counting your steps. It's not very accurate in the long run, but because Ingenuity takes only a couple of seconds to reach 1 meter, we can make it work.

Общий смысл: "оцениваем своё перемещение по числу пройденных шагов".

А как скорость определяется? Тем более, если альтиметр отключен.

[Бугров]

А можно проще. В вашем примере зеленые точки - это совпадения с точками образца. А образец - это снимок со спутника с привязкой пикселей к координатам (что-то вроде GeoTIFF). Так что если "координатный" путь за известное время определен, то фактически определена и скорость)

Можно и такими словами.
Мне только одно странно: ладно там по радиосигналу от вертолёта отказались определять, хотя в принципе - выставил простенький маячок сразу после посадки, отъехал - вот те и база пеленга. Но почему они не ориентируются по объектам на линии горизонта? Выставил курс "румб влево от той вершины", и держись его, а?

[Дмитрий Виницкий]

темой Марса до 2018-го вообще не занимались

Ой, насколько вы тупой. Где вы, и где «тема Марса» на этом форуме? Вы маразматик, путающий разные названия одного форума и бредящие про «флот».

[Бугров]

А как скорость определяется? Тем более, если альтиметр отключен.

В этом месте амеры всегда говорят that's a good question )).
Ибо даже если моя гипотеза "время от времени альтиметр отключали" и неверна, то нечто аналогичное этому они делали. Иначе как растолковать слова "мы сказали программе игнорировать высоту барханов"? То есть, параметр высоты игнорировали, чтобы не рисовать в воздухе синусоиду, повторяющую рельеф под собой.

Ответ же на ваш вопрос отчасти есть. Скорость определяется исходя из оборотов и наклона винта. Тасазать обратным путём: если мотор дышит ровно (в их случае - если скачков потребления напруги нет), то, значит мы движемся с такой-то скоростью.

[cross-track]

А можно проще. В вашем примере зеленые точки - это совпадения с точками образца. А образец - это снимок со спутника с привязкой пикселей к координатам (что-то вроде GeoTIFF). Так что если "координатный" путь за известное время определен, то фактически определена и скорость)

Можно и такими словами.
Мне только одно странно: ладно там по радиосигналу от вертолёта отказались определять, хотя в принципе - выставил простенький маячок сразу после посадки, отъехал - вот те и база пеленга. Но почему они не ориентируются по объектам на линии горизонта? Выставил курс "румб влево от той вершины", и держись его, а?

А какой обзор у камер? Одна направлена в надир (строго вниз), и горизонт не видит.

[Дмитрий Виницкий]

А можно проще. В вашем примере зеленые точки - это совпадения с точками образца. А образец - это снимок со спутника с привязкой пикселей к координатам (что-то вроде GeoTIFF). Так что если "координатный" путь за известное время определен, то фактически определена и скорость)

Можно и такими словами.
Мне только одно странно: ладно там по радиосигналу от вертолёта отказались определять, хотя в принципе - выставил простенький маячок сразу после посадки, отъехал - вот те и база пеленга. Но почему они не ориентируются по объектам на линии горизонта? Выставил курс "румб влево от той вершины", и держись его, а?

Ой, помогите, человеку плохо!

We use a cellphone-grade IMU, a laser altimeter (from SparkFun), and a downward-pointing VGA camera for monocular feature tracking. A few dozen features are compared frame to frame to track relative position to figure out direction and speed, which is how the helicopter navigates. It's all done by estimates of position, as opposed to memorizing features or creating a map.

We also have an inclinometer that we use to establish the tilt of the ground just during takeoff, and we have a cellphone-grade 13 megapixel color camera that isn't used for navigation, but we're going to try to take some nice pictures while we're flying. It's called the RTE, because everything has to have an acronym. There was an idea of putting hazard detection in the system early on, but we didn't have the schedule to do that.

https://spectrum.ieee.org/automaton/aerospace/robotic-exploration/nasa-designed-perseverance-helicopter-rover-fly-autonomously-mars


Это потому что вы тупой, и вы не понимаете элементарных текстов, на которые сами же и ссылаетесь. 

Изначально всё в пикселях . X и Y каждого пикселя пересчитываются с разными поправками, включая поправки на кривизну оптики, проецирующей на линзу, сводящую лучи к фотосенсору. Потом переводим в расстояние по поверхности с учётом угла, под которым поверхность видна с данной высоты.

Потом фактическое сопоставляется с ожидаемым, и с учётом полученной дельты даётся команда изменить положение ротора.

[Старый]

темой Марса до 2018-го вообще не занимались

Ой, насколько вы тупой. Где вы, и где «тема Марса» на этом форуме? Вы маразматик, путающий разные названия одного форума и бредящие про «флот».

Меня осенило. А это случайно не тот Бугров который "Марсианский проект Королёва"?

[Бугров]

Можно и такими словами.
Мне только одно странно: ладно там по радиосигналу от вертолёта отказались определять, хотя в принципе - выставил простенький маячок сразу после посадки, отъехал - вот те и база пеленга. Но почему они не ориентируются по объектам на линии горизонта? Выставил курс "румб влево от той вершины", и держись его, а?

А какой обзор у камер? Одна направлена в надир (строго вниз), и горизонт не видит.

Это по принятому проекту. Цена же той камеры 36 копеек в базарный день, да и мощность процессоров на вертолёте больше, чем на ровере. Да и чего там обрабатывать, если кадр от навигашки 640х480, 256 тонов серого. Главное ведь захотеть поставить вторую навигашку на морде, а не только пупом в землю пялиться.

(Причём замечу, что в моём варианте ориентации по горизонту она была бы первой, а на брюхе - дополнительной, для режима посадки).

[Бугров]

Меня осенило. А это случайно не тот Бугров который "Марсианский проект Королёва"?

А по обсуждаемой теме ничего вас не осенило?

[Старый]

Меня осенило. А это случайно не тот Бугров который "Марсианский проект Королёва"?

А по обсуждаемой теме ничего вас не осенило?

Что, угадал? 

[Дмитрий Виницкий]

Перегонят из оружейного.

Кстати, в этой теме мой пост третий 7 лет назад.

[zandr]

https://tass.ru/kosmos/11853431

Вертолет на Марсе в ходе девятого полета установил несколько рекордов
НЬЮ-ЙОРК, 8 июля. /ТАСС/. Находящийся на Марсе вертолет Ingenuity во время девятого полета побил сразу несколько своих же рекордов, переместившись на 625 метров за 2 минуты и 46 секунд. Это отметили в среду представители расположенной в Пасадине (штат Калифорния) Лаборатории реактивного движения (ЛРД) NASA, которая отвечает за реализацию данного проекта.
"Вертолет пересек 5 июля часть района под названием Seitah в южном направлении со скоростью пять метров в секунду, преодолев 625 метров. Он находился в воздухе две минуты и 46 секунд, улучшив свои предыдущие достижения по расстоянию, времени полета и скорости передвижения", - говорится в сообщении на сайте ЛРД. "Этот полет вновь продемонстрировал возможности летательного аппарата для исследований Марса - быстрого получения информации о тех районах, куда сложно добраться иным путем, - подчеркнули представители лаборатории. - Особенностью Seitah являются песчаные гребни, а такая местность труднопроходима для колесных роверов".
Seitah означает "среди песков" на языке индейского племени навахо, слова из которого NASA решило использовать для обозначения ряда объектов и зон на Марсе в рамках нынешней миссии марсохода Perseverance, доставленного вместе с Ingenuity в кратер Езеро 18 февраля. Цель миссии - попытаться обнаружить следы возможного существования в далеком прошлом жизни на планете.
"Во время этого полета вертолет с помощью установленной на нем камеры делал цветные снимки, которые продолжают поступать в NASA" через антенны на марсоходе, указали представители ЛРД.

Спойлер

Ingenuity, масса которого составляет 1,8 кг, впервые поднялся на высоту 3 метра 19 апреля, и находился он тогда в воздухе всего 39,1 секунды. Во время четвертого полета, состоявшегося 30 апреля, он пролетел за 118 секунд в совокупности 266 м - до цели и обратно. В ходе предыдущего полета 21 июня вертолет преодолел 160 метров в одном направлении за 77,4 секунды. В общей сложности Ingenuity, разработка которого обошлась в $80 млн, уже налетал свыше 1,6 км.
Как ранее отметило NASA, информация о том, как Ingenuity ведет себя на Красной планете, призвана помочь в создании следующего марсианского вертолета. Он будет больше по размерам и оснащен шестью несущими винтами. Предполагается, что масса аппарата составит примерно 30 кг.

[свернуть]

[opinion]

А с чем сравниваются "элементы изображения с навигационной камеры"? С каким образцом? Образцом являются снимки со спутника с координатной привязкой пикселей. Только тогда можно найти координаты коптера, т.е. решить навигационную задачу (или, по крайней мере, ее часть).

Последовательные кадры сравниваются друг с другом и так вертолет определяет в какую сторону и с какой скоростью он летит.

Всё верно господин opinion объяснил. В принципе, здесь где-то выше уважаемый Андрей-59 наверняка давал перевод этой статьи от 30 апреля - там примерно об этом же (извините. что без перевода).

To estimate our movements during flight, we use a set of sensors that include a laser rangefinder (for measuring altitude) and a camera. We don't use those sensors until we reach 1 meter altitude out of concern that they might be obscured by dust near the ground. Instead, we initially rely only on an inertial measurement unit (IMU) that measures accelerations and angular rates, and we integrate those measurements to estimate our movements. This is a type of "dead reckoning" navigation – comparable to measuring how far you've walked by counting your steps. It's not very accurate in the long run, but because Ingenuity takes only a couple of seconds to reach 1 meter, we can make it work.

Общий смысл: "оцениваем своё перемещение по числу пройденных шагов".

А как скорость определяется? Тем более, если альтиметр отключен.

Никто, разумеется, альтиметр не отключает.

Скорость перемещения в первом приближении определяется просто. Смещение картинки в пикселях умножаем на расстояние между пикселями, делим на фокусное расстояние, умножаем на высоту, умножаем на частоту кадров.

Во втором приближении придётся учитывать крен и данные с ИНС.

[cross-track]

Никто, разумеется, альтиметр не отключает.

Скорость перемещения в первом приближении определяется просто. Смещение картинки в пикселях умножаем на расстояние между пикселями, делим на фокусное расстояние, умножаем на высоту, умножаем на частоту кадров.

Во втором приближении придётся учитывать крен и данные с ИНС.

Насчет отключению альтиметра - я отвечал Бугрову; это была его вводная в одном из первых сообщений.

Насчет определения скорости: зачем такие сложности? Если у вас имеется фото подстилающей поверхности, и на этом фото известны расстояния между объектами (кратерами, большими камнями и т.п.), размеры самих объектов, а еще лучше - координаты опорных точек, то какие какие проблемы вычислить скорость коптера?

[opinion]

Никто, разумеется, альтиметр не отключает.

Скорость перемещения в первом приближении определяется просто. Смещение картинки в пикселях умножаем на расстояние между пикселями, делим на фокусное расстояние, умножаем на высоту, умножаем на частоту кадров.

Во втором приближении придётся учитывать крен и данные с ИНС.

Насчет отключению альтиметра - я отвечал Бугрову; это была его вводная в одном из первых сообщений.

Насчет определения скорости: зачем такие сложности? Если у вас имеется фото подстилающей поверхности, и на этом фото известны расстояния между объектами (кратерами, большими камнями и т.п.), размеры самих объектов, а еще лучше - координаты опорных точек, то какие какие проблемы вычислить скорость коптера?

Информация о том, что карты не используются - из опубликованных материалов JPL.
Почему не используются, можно только предполагать. Может быть, недостаточно памяти, чтобы их хранить. Может быть разрешение снимков со спутников Марса недостаточно. Я лично думаю, что вторая причина - главная. Скорее всего, те элементы рельефа, по которым ориентируется вертолет, просто не видны на снимках с орбиты. А те которые видны на снимках с орбиты, на снимках камерой вертолета выглядят совсем по-другому.

Следует также учитывать, что алгоритм предельно упрощен и то, что его нужно было отлаживать на Земле. Отказ от использования карт упрощает как алгоритм, так и его отладку. Исключается неопределенность, связанная с тем, что мелкие детали поверхности до посадки не известны, то есть не известно, как изображение с навигационной камеры будет отличаться от снимка с орбиты.

[Настрел]

Алгоритм коптера не учитывает снимки МРО от слова "никак".
Бугров же сам приводил пдфку. И сам блистал переводом, но 2 страницы про навигационных вектор из 12 компонент  осилить не смог?