CC BY
11Решетневские чтения
УДК 629.78.051:681.3
В. В. Прудков, А. В. Пичкалев
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АВТОНОМНОЙ ОТРАБОТКИ ПОДСИСТЕМ БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Описаны результаты разработки и применения программного обеспечения рабочего места автономной отработки подсистем блока управления перспективных космических аппаратов (КА).
Современная радиоэлектронная аппаратура (РЭА) на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), микроконтроллеров, встроенных вычислительных модулей и так далее требует специальных средств отладки. Разработка РЭА организовывается как постоянное взаимодействие разработчика ПО и разработчика схем. Гибко организованное оборудование, дающее возможность в любой момент времени проводить быструю перекомпоновку испытательной аппаратуры и интересующие эксперименты, позволяет проводить работы по отладке РЭА оптимальным образом.
РЭА со встроенным вычислителем, таким как центральный процессорный модуль (ЦПМ), применяемый в блоках управления ОАО «ИСС», обладает специфическими особенностями процесса испытаний, присущими процессу разработки программного продукта. Упор делается на системотехнические решения. Упрощается схема и конструкция, но усложняется архитектура прибора, так как в его состав вводится дополнительная нематериальная составляющая - программное обеспечение (ПО). Необходимо обеспечить разработчикам - схемотехнику-конструктору-программисту - особые условия отладки и быстрое изменение ПО испытаний.
Сейчас срок активного существования космических аппаратов составляет 10-15 лет. Одной из задач сохранения срока действия КА является верификация логики функционирования бортовой РЭА, одним из этапов - верификация логики функционирования интерфейсных модулей сопряжения (ИМС), ее составляющих. В ходе проведения этого этапа должны быть подтверждены заложенные схемы и технические решения на соответствие техническому заданию (ТЗ). Данный этап относится к лабораторно-отработочным испытаниям ИМС и заключается в выявлении ошибок при их проектировании, изготовлении, а также в проектах ПЛИС ИМС.
Для реализации поставленных задач в отделе проектирования и разработки бортовой РЭА было созда -но рабочее место (РМ) на базе лабораторного отработочного комплекса [1], для которого потребовалось написать унифицированное ПО, позволяющее обеспечить гибкую и полную проверку всех логических функций.
В ходе разработки ПО учитывались все возможные варианты проверок как на допустимые значения,
так и возможность задания различных вариантов возникновения исключительных ситуаций [2; 3]. Данное ПО дорабатывалось на начальных стадиях автономной отработки ИМС с целью его усовершенствования и учета пожеланий разработчиков ИМС, которые руководили испытаниями.
Применение объектно-ориентированного языка программирования С++ Builder 6.0 в сочетании с грамотно выстроенным и оптимизированным кодом позволило создать ПО, имеющее минимальные требования к ПК: не ниже Pentium II, 128Мб ОЗУ, 40Мб HDD, что, в свою очередь, позволяет устанавливать его на любой современный компьютер.
В процессе испытаний созданное программное обеспечение выполняет следующие функции:
- автоматизирует процедуру генерации тестов;
- автоматизирует процедуру выдачи единичных команд с их последующим анализом, для любого ИМС;
- сокращает время, затрачиваемое на отработку конкретного ИМС, с нескольких недель до 1-2 рабочих дней;
- одновременно отрабатывает до 8-ми ИМС, подключенных к ЦПМ, в составе рабочего места;
- использует любой комплект ЦПМ с любым комплектом ИМС;
- отрабатывает нештатные ситуации путем их имитации;
- использует РМ на любом этапе испытаний РЭА благодаря гибкости и универсальности.
В настоящее время были проверены ИМС блока управления космического аппарата «Глонасс-К», «Луч-5», «Амос-5» и была подтверждена их надежность. Разработанное ПО для данного рабочего места доказало свою универсальность и простоту в использовании.
Структура и алгоритм разработанного ПО могут быть применены для создания ПО отработки РЭА со встроенным вычислителем, имеющей мультиплексный канал обмена.
Библиографические ссылки
1. Пичкалев А. В. Испытания радиоэлектронной аппаратуры на лабораторном отработочном комплексе // Решетневские чтения : материалы XII Междунар. науч. конф. ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2008. С. 158-159.
Информационно-управляющие системы
2. Прудков В. В., Крат М. В. Программное обеспечение автономной отработки интерфейсных модулей сопряжения блока управления перспективных космических аппаратов // Решетневские чтения : материалы XII Междунар. науч. конф. ; Сиб. гос. аэро-космич. ун-т. Красноярск, 2008. С. 355-356.
3. Прудков В. В. Особенности построения программного обеспечения автономной отработки подсистем блока управления перспективных КА // Решетневские чтения : материалы XIII Междунар. науч. конф. ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2009. С. 531-532.
V. V. Prudkov, A. V. Pichkalev JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
THE RESULTS OF THE SOFTWARE DEVELOPMENT OF INDEPENDENT WORKING OFF OF SUBSYSTEMS OF THE PERSPECTIVE SPACE VEHICLES CONTROL BLOCK
The results of the development and application of workplace software of independent working off of subsystems of the perspective space vehicles control block is described.
© Прудков В. В., Пичкалев А. В., 2010
УДК 004.932.4
А. Л. Русаков
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВИДЕО МЕТОДОМ СВЕРХРАЗРЕШЕНИЯ
Рассмотрен алгоритм сверхразрешения для улучшения качества видео; основные сложности реализация алгоритма. Приведен обзор ряда методов вычисления оптического потока.
В настоящее время существует необходимость получения качественного изображения объекта наблюдения (предмета обстановки, лица человека, номера машины) в более высоком разрешении. Видеосъемка в условиях плохой освещенности, съемка дешевой камерой, неправильный баланс белого цвета и тому подобные нюансы в той или иной степени влияют на качество исходного видеоматериала.
Процесс восстановления изображения высокого разрешения, состоящего из нескольких изображений одного и того же объекта, называют сверхразрешением. Общую модель сверхразрешения можно описать следующим образом: изображения низкого разрешения являются результатом проекции исходного изображения высокого разрешения, сопровождаемого изменением размера (sampling) и процессами ухудшения качества (например, размытие, квантование), вызванными несовершенством оптических систем, средств получения изображений (фото- и видеокамеры) и алгоритмов сжатия.
Получение изображения низкого разрешения состоит из следующих шагов:
- геометрического преобразования;
- изменения разрешения изображения (наличие этого этапа отличает алгоритмы сверхразрешения от алгоритмов восстановления изображений);
- размытия изображения (применения фильтров);
- добавления шума.
Таким образом, для получения изображения высокого разрешения необходимо устранить искажения на каждом 4-ом шаге, следуя в обратном порядке. Помимо устранения шума, можно также поднять насыщенность цвета, осветлить слишком темное изображение и др.
Практическая реализация сопряжена с решением множества технических проблем, одной из которых исходя из описания модели является следующая: изображения низкого разрешения должны слабо отличаться друг от друга (в случае изображения одного объекта, не изменяющегося со временем, это условие почти всегда выполняется). Однако, если рассмотреть возможность практического применения методов сверхразрешения в системах видеонаблюдения, становится очевидно, что видеоданные, как правило, отображают одновременное, не упорядоченное движение множества объектов и не пригодны для использования без предварительной обработки, позволяющей свести задачу получения изображения высокого разрешения из видеоданных к задаче получения изображения высокого разрешения из набора изображений более низкого разрешения (то есть к стандартной задаче сверхразрешения). Для этого предлагается использовать алгоритм поиска характеристических точек (так называемых «углов Харриса»), а также алгоритм отслеживания движения между соседними кадрами.
