Партнеры проекта: Роскосмос  •  МГТУ им. Баумана
Орбитальный
страж
Программно-аппаратный комплекс интеллектуального computer vision для повышения автономности космических аппаратов.
Единая космическая система из 4 независимых модулей мониторинга.
↓

Вызовы и
Проблема

Хотя современные космические аппараты выполняют сложные задачи вроде инспекции и стыковки, они всё ещё зависят от контроля человека, так как бортовые системы интеллектуального анализа изображений пока мало распространены.

Актуальность проекта заключается во внедрении ИИ и компьютерного зрения в системы управления космических аппаратов, что повышает их автономность при наведении и захвате, снижает зависимость от оператора и увеличивает надежность миссий.

Решение и
Актуальность

Миссия и
Цель проекта

Целью проекта является разработка комплекса интеллектуальных алгоритмов компьютерного зрения для автономного определения ориентации, обнаружения объектов, управления механизмами и выполнения стыковки космического аппарата.Если вы г

Архитектура комплекса

[ Программно-аппаратный комплекс состоит из 4 автономных модулей ]
[ RECON_CORE_DEMO // ОНЛАЙН-ОБЪЯСНЕНИЕ ]
[ БОРТОВОЙ ВИДЕОПОТОК ЗАГРУЖЕН // НАЖМИТЕ СЮДА ДЛЯ ЗАПУСКА СУБТИТРОВ ]
[ SYSTEM: ORBITAL_GUARD ]
[ ACTIVE_MOD: SYS-01 ]
[ TELEMETRY: OK ]
[ PROCESS_LOG ]
[ DETECTING STARS ]
Модуль 01 // Навигация

Звездный датчик вычисляет пространственную ориентацию аппарата

Ход работы
Звездный датчик
Обнаружение объектов
Манипулятор
Стыковка
00. Анализ задачи и решений
1.1. Обучение нейросети на синтетических снимках
1.2. Калибровка стереокамеры
1.3. Корректировка алгоритма для распознания звезд с камеры
1.4. Написание алгоритма для идентификаций созвездий
2.1. Разработка ПО в среде Visual Studio для интеграции и управления стереокамерой
2.2. Калибровка стереокамеры
2.3. Интеграция и настройка нейросети YOLO для детекции целевых объектов
2.4. Вычисление 3D-координат и траектории объекта
3.1. Моделирование и печать стереокамеры и манипулятора
3.2. Обучение модели YOLO11 для обнаружения объектов и подключение Esp32
3.3. Калибровка устройств
3.4. Написание программы для совместной работы камеры и манипулятора
4.1. Моделирование корпуса стереокамеры
4.2. Разработка алгоритма определения координат и ориентации
4.3. Калибровка камеры
4.4. Анализ ограничений
Орбитальный страж
Разработчики
Агата
Инженер-программист ИИ

Разработчик модуля автономной ориентации. Создала генератор синтетического звездного неба и обучила нейросеть детекции звезд.

Амелия
Инженер-программист CV

Разработчик ИИ-детекции объектов. Реализовала захват целей с оптической камеры в реальном времени и расчет траекторий сближения.

Илья
Инженер-конструктор

Разработчик бортового софта.Обучил нейросеть YOLO11 в Google Colab. Смоделировал в КОМПАС-3D защитные корпуса для стереокамер.

Ваня
Инженер-программист микросистем

Смоделировал в КОМПАС-3D исполнительные органы манипулятора и перенес управляющие скрипты детекции на платформу Raspberry Pi по SSH.

Аня
Инженер-программист систем стыковки

Разработчик резервного оптического канала стыковки. Написала математические скрипты 3D-калибровки камер на Python (OpenCV/NumPy).

Результаты
В ходе выполнения проекта были достигнуты следующие результаты:
  • Разработана архитектура единого программно-аппаратного комплекса.
  • Реализована генерация синтетического звездного неба.
  • Создан алгоритм фильтрации шумов изображения.
  • Обучена нейросетевая модель распознавания объектов.
  • Подготовлена вычислительная платформа для запуска моделей искусственного интеллекта.
  • Разработана конструкция роботизированного манипулятора.
  • Спроектирован корпус системы технического зрения.
  • Реализовано программное обеспечение для запуска и калибровки стереокамер.
  • Создана программная основа интеллектуальной системы автономной стыковки.
Спасибо за внимание и попытку понимания!

Разработанная система успешно объединяет алгоритмы искусственного интеллекта, компьютерного зрения, обработки изображений и робототехнические механизмы в единую архитектуру. Комплекс обеспечивает полный цикл автономного выполнения миссии: определение ориентации, обнаружение, передачу координат, захват и стыковку. В дальнейшем планируется завершить интеграцию и провести натурные испытания единой платформы.