Sistema embarcado para correção de espalhamento pontual em satélites miniaturizados

• Processo: 18/15300-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2019
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2022
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Sistemas Aeroespaciais
• Acordo de Cooperação: FINEP - PIPE/PAPPE Subvenção
• Pesquisador responsável: Igor Guerrero
• Beneficiário: Igor Guerrero
• Empresa: Opto Tecnologia Optrônica Ltda
• CNAE: Testes e análises técnicas ; Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais ; Atividades profissionais, científicas e técnicas não especificadas anteriormente
• Município: São Carlos
• Pesquisadores principais: Alex Monteiro Sartin ; Anderson Rodrigo dos Santos ; Henrique Cunha Pazelli ; Hernande Carlos Bueno Previato ; Priscila França Guidini
• Assunto(s): Deconvolução Processamento de imagens Satélites Sistemas embarcados Espalhamento
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Correção de imagem | Deconvolução | Processamento de Imagem | Richardson-Lucy | Satélites miniaturizados | Sistema Embarcado | Sistema Embarcado

Resumo

Este projeto de pesquisa apresentado pela Opto está intimamente ligado às aplicações na área de câmeras de satélite de observação terrestre. O objetivo principal é o desenvolvimento de um sistema embarcado para correção do efeito de espalhamento pontual em imagens capturas em satélites miniaturizados. Todo e qualquer sistema óptico apresenta características intrínsecas que deterioram a imagem obtida pelos elementos sensores, está degradação comumente mensurada pela função espalhamento pontual (PSF), pode ser minimizada através da utilização de métodos computacionais. Assumindo que o PSF do sistema é conhecido e que o processo de digitalização nos sensores utilizados insere degradações indesejáveis na imagem, podem-se utilizar algoritmos restaurativos de imagens multiespectrais adequados, como o algoritmo deconvolutivo e iterativo de Richardson-Lucy, a fim de diminuir os efeitos de degradação na imagem. A utilização deste algoritmo é altamente vantajosa para o sistema visto que ele é capaz de corrigir aberrações difrativas e limitações físicas do sistema óptico bem como suprimir os ruídos de leitura do sensor proporcionando uma imagem de alta qualidade para o sistema. Para o desenvolvimento de um algoritmo otimizado é necessário possuir informações relativas ao canhão óptico utilizado e dos elementos sensores, assim, um dos primeiros passos para o desenvolvimento do projeto é a definição, compra e caracterização de canhões ópticos e de sensores comerciais passíveis de utilização em satélites comerciais. Inicialmente a verificação do modo será feita através de simulação computacional e posteriormente através da técnica Hardware-in-the-loop, possibilitando a conexão da eletrônica embarcada em um hardware simulador. Historicamente a empresa apresenta resultados bem-sucedidos no desenvolvimento e fabricação de peças ópticas e placas eletrônicas para satélites, bem como o firmware de controle e, com este projeto a empresa irá ampliar o seu portfólio de tecnologias desenvolvidas e agregadas aos seus produtos. A metodologia aplicada ao projeto será baseada na mesma metodologia atualmente utilizada pela empresa para o desenvolvimento de produtos inovadores. Ao final da pesquisa é desejável possuir um sistema embarcado capacitado com algoritmos de processamento e correção de imagens funcional tanto em topologias de testes em software quanto em hardware. É esperado que o algoritmo de correção da imagem fosse capaz de remover os efeitos degradantes provenientes os elementos ópticos e elementos sensores melhorando a qualidade do sistema de aquisição óptica como um todo. A receita direta, gerada através deste projeto de pesquisa não é suficiente para atingir um ponto de equilíbrio financeiro adequado, mas a Opto entende que estará mais bem posicionada tecnicamente no futuro para competir pelos projetos de câmeras de satélites para observação terrestre no Brasil. A Opto aposta na continuidade do programa espacial brasileiro voltado para satélites. (AU)