Determinación de la actitud angular de una sonda suborbital mediante cámara digital y sistemas embebidos

Abstract

El presente trabajo detalla el desarrollo de un sistema embebido basado en hardware comercial de bajo costo para la captura y procesamiento de imágenes del horizonte de la tierra tomada a lo largo de la trayectoria apical de una carga útil suborbital con el objetivo de obtener información de la posición angular del cuerpo alrededor de su eje longitudinal. Ello requiere de un procesamiento digital para determinar la posición de la transición tierra-espacio (borde del horizonte) en el plano de la imagen, para luego utilizarla como una señal de actitud angular integrada en el sistema de estabilización de la carga útil. Para la implementación se empleó una single board computer Raspberry Pi con un sistema operativo basado en Linux, al que se integra una cámara RaspiCam, empleando Qt-5 como compilador. Se presenta entonces la utilización de una cámara digital, como sensor de horizonte de bajo costo, implementando un software embebido para el procesamiento de la imagen. Se evaluó el tiempo de procesamiento de imagen determinándose su compatibilidad con los requerimientos del sistema de control. Adicionalmente se analizó la eventualidad de un enfoque directo de la cámara hacia el sol, determinándose la necesidad de contar con un inhibidor para evitar que los efectos de persistencia de imagen afecten la performance del sistema de control.