CC BY
102
УДК 004.92
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ «ЛУНОХОДА-1» ПО ПОВЕРХНОСТИ ЛУНЫ
Евгений Владимирович Стоволосов
Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК), 105064, г. Москва, Гороховский пер., 4, аспирант, тел. (926)3418199, e-mail: [email protected]
Антон Юрьевич Быстров
Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК), 105064, г. Москва, Гороховский пер., 4, аспирант, тел. (903)9659901, e-mail: [email protected]
Одним из направлений исследовательских работ, проводимых в Московском государственном университете геодезии и картографии (МИИГАиК), является изучение планет Солнечной системы и их спутников. В рамках этой тематики была поставлена задача точного восстановления маршрута аппарата «Луноход-1» по космическим снимкам и лунным панорамам.
Ключевые слова: трехмерное моделирование, Луна.
3D MODELING MOVEMENT «LUNOKHOD-1» ON MOON SURFACE
Evgenii V. Stovolosov
Moscow state university of geodesy and cartography (MIIGAiK), 105064, Russia, Moscow, Gorohovski lane, 4, graduate student, tel. 79263418199, e-mail: [email protected]
Anton Yu. Bystrov
Moscow state university of geodesy and cartography (MIIGAiK), 105064, Russia, Moscow, Gorohovski lane, 4, graduate student, tel. 79039659901, e-mail: [email protected]
One of the directions of the research works which are carried out at the Moscow state university of geodesy and cartography, studying of planets of Solar system and their satellites is. Within this subject the problem of exact restoration of a route of the device "Moon rover-1" of space pictures and lunar panoramas was set.
Key words: 3D modeling, Moon.
Одним из направлений исследовательских работ, проводимых в Московском государственном университете геодезии и картографии (МИИГАиК), является изучение планет Солнечной системы и их спутников. В рамках этой тематики была поставлена задача точного восстановления маршрута аппарата «Луноход-1» по космическим снимкам и лунным панорамам.
Для лучшего восприятия результатов дешифрирования траектории движения аппарата по поверхности Луны было решено построить 3 D-сцену, которая бы наглядно имитировала ситуацию. Схема построения и составные 3D-сцены представлены на рис. 1.
Для создания 3D-сцены [1] требовались: модель поверхности, вектор маршрута и 3D-модель лунохода. В свою очередь, для формирования модели поверхности Луны нужны цифровая модель рельефа (ЦМР) и ортоизображения, используемые как текстура поверхности.
В качестве основных исходных данных выбраны стереопары снимков, полученных узкоугольной камерой американского спутника дистанционного зондирования Луны Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) с пространственным разрешением 0,5 м/пиксел. По этим снимкам и создавались ЦМР и ортофотопланы высокого разрешения. При этом в качестве опорной информации дополнительно использовалась ЦМР (с шагом 30 м), подготовленная Немецким аэрокосмическим центром (DLR) по данным лазерного альтиметра LOLA спутника LRO.
Выбор перечисленных материалов был обусловлен тем, что они содержат наиболее качественные и точные данные дистанционного зондирования Луны, представленные в широком доступе. Для подготовки ортофотопланов было задействовано программное обеспечение ISIS, созданное для обработки данных, полученных миссиями NASA.
Рис. 1. Схема построения и составные 3 D-сцены
Дешифрирование маршрута проводилось по ортофотоплану, использовавшемуся в качестве текстуры для модели поверхности, и панорамам, полученным самим «Луноходом-1». Следует отметить, что отсутствие на Луне атмосферы, эрозионных процессов и сейсмической активности способствовало сохранению на лунной поверхности следов колес аппарата без изменений с 1970 г. В результате исследования материалов удалось распознать 9,5 км пути лунохода, что составляет 99 % его общей протяженности. Таким образом, был получен вектор, в точности соответствующий траектории перемещении «Лунохода-1» [2].
Завершающим этапом подготовки данных для формирования 3D-сцены стало создание трехмерной модели самого аппарата (рис. 2; источник -http://back-in-ussr.info/2012/02/lunoxod-1) с использованием программного обеспечения Google SketchUP. При этом были задействованы снимки реального
объекта, рисунки а также его схемы. Правда, для снижения нагрузки на компьютер некоторые части модели представлены в упрощенном виде (рис. 3).
Рис. 2. Схема аппарата «Луноход-1» с указанием размеров
[f* VedRoid.skp SketchUp Pro uaa
File Edit View Camera Draw Tools Window Plugins Help
» /ШТ ■.■ФМЪЬЫЭГ
«■ійПЛП ®СЇІ<« 0»НА • 0/0/0 і •
(C) (?) Measurements
Рис. 3. Модель лунохода в SketchUP Все полученные составляющие (ЦМР, ортофотоплан, вектор движения и 3D-модель) были загружены в программный пакет ScanEx Image Processor для построения 3D-сцены и динамической модели перемещения «Лунохода-1». На рис. 4 показаны загруженные в ПО Image Processor цифровая модель рельефа и ортофоплан с наложенным на них вектором движения.
Рис. 4. ЦМР (слева) и ортофотоплан (справа) с наложенным вектором движения
В сформированную SD-сцену была загружена модель «Лунохода-1», которой были заданы вектор и скорость движения. После этого был записан видеоролик перемещения аппарата (рис. 5).
Проделанная работа была достаточно объемной, ее итогом стала трехмерная модель, отображающая движение «Лунохода-1» по реальной траектории на имитации поверхности Луны. Видеоролик доступен для свободного просмотра на интернет-ресурсе Youtube
(www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=WDkN27ffiWg8).
Рис. 5. Кадры видеоролика
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Гречищев А., Бараниченко В., Монастырев С., Шпильман А. Трехмерное моделирование и фотореалистичная визуализация городских территорий. -http://www.dataplus.m/news/arcreview/detaiLphp?ID=2244&SECTЮN_ID=57&sphrase_id=1425 8.
2. Gusakova E., Karachevtseva I., Shingareva K. et al. Mapping and GIS-Analyses of the Lunokhod-1 Landing Site. - http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2012/pdf/1750.pdf.
© E.В. Cmoeoxocoe, A.M. Eucmpoe, 2013
