Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2026. Т. 23. № 2. С. 401-411
Отрисовка поверхности Луны для автономных оптических навигационных измерений
Д.Г. Пивоварчук 1 , Б.С. Жуков 1 , И.А. Метельков 1 , И.В. Полянский 1 1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 19.12.2025
DOI: 10.21046/2070-7401-2026-23-2-401-411
Рассмотрена задача отрисовки поверхности Луны на основе её цифровой модели рельефа. Эта задача возникает в контексте автономной оптической навигации при движении космического аппарата на орбите вокруг Луны и на этапе прилунения. Алгоритм отрисовки требуется для двух задач. Для задачи предварительного составления каталога контрольных точек — ориентиров на поверхности Луны, которые будут использоваться для навигации. И второй задачи, возникающей непосредственно во время навигации, — отрисовки контрольных точек из каталога для их сопоставления с изображениями, получаемыми с камеры. Предлагаемый метод основан на алгоритме трассировки лучей, которые позволяет не только вычислять яркость видимых пикселей изображения поверхности, но и определять пиксели, затенённые окружающим рельефом от Солнца. Входными данными алгоритма являются положение и ориентация камеры и положение Солнца. Для корректного вычисления яркости отрисованных точек задаётся модель отражения поверхности. Для задачи навигации около Луны обычно используется модель Хапке или модель Ломмеля – Зеелигера. Качество отрисовки поверхности предлагаемым алгоритмом проверяется с помощью реальных снимков Луны высокого разрешения. Проводится корреляционный анализ между реальными снимками и отрисованными изображениями, чтобы проверить надёжность поиска контрольных точек для решения задачи навигации.
Ключевые слова: Луна, навигация, прилунение, оптические измерения, топографическая карта, контрольные точки, трассировка лучей, отрисовка
Полный текстСписок литературы:
- Жуков Б. С., Гришин В. А., Жуков С. Б. и др. Моделирование оптических навигационных измерений на траектории подлёта к районам посадки на Луну // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 6. С. 154–168. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-6-154-168.
- Hapke B. Theory of reflectance and emittance spectroscopy. N. Y.: Cambridge University Press, 2012. 527 p.
- Harris C., Stephens M. A combined corner and edge detector // Proc. 4th Alvey Vision Conf. Manchester, UK, 1988. P. 147–151.
- Amanatides J., Woo A. A fast voxel traversal algorithm for ray tracing // Proc. European Computer Graphics Conf. 1987. V. 87. P. 3–10.
- Möller T., Trumbore B. Fast, minimum storage raytriangle intersection // J. Graphics Tools. 1997. V. 2. Iss. 1. P. 21–28.