Imaging Simulator and Geometric Image Stitching for a Low Earth Orbit Satellite with High Spin Rates
Date
2019
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Tartu Ülikool
Abstract
ESTCube-2 is a low-earth orbit satellite with the main mission of deploying and testing an
electrically charged tether and a secondary mission of photographing ground vegetation. The
tether deployment and maintaining its separation from the satellite requires a very high spin
rate, which poses too many challenges to the imaging system for it to be viable in its current
state. In an attempt to resolve this issue, a novel image morphing and stitching algorithm was
developed that uses geometric mapping for reconstruction. The proposed method was tested
on a specifically made simulation environment that mimics predefined camera parameters. The
stitching algorithm was verified to perform within acceptable margins even when expected high
spin distortion models were applied.
Description
ESTCube-2 on maalähedase orbiidiga satelliit mille põhieesmärgiks on elektrilise päikesepurje
tehnoloogia traadi välja kerimine ja katsetamine. Kõrvaline missioon on pinnase taimestiku
pildistamine. Traadi välja kerimine ja alal hoidmine vajab äärmiselt suurt pöördesagedust, mis
esitab mitmeid väljakutseid olemasolevale pildistamise alamsüsteemile. Selle probleemi lahendamiseks
on välja toodud uus pildimoondus ja -õmblus algoritm, mis kasutab geomeetriat
piltide kaardistamiseks. Estitatud meetodit katsetati spetsiaalselt loodud simulatsioonikeskonnas,
mis jäljendab kaamera parameetreid. Sõltumata suurest pöördesagedusest tingitud moonutustustest,
töötas pilditöötlus algoritm soovitud vahemikus.
Keywords
geomeetria, transformatsioon, satelliit, kiire suunamine, kaamera, pilt, simulatsioon, moonutus, säriaeg, sulgur, õmblus, geometry, transformation, satellite, ray-casting, camera, image, simulation, distortion, exposure, shutter, stitching