論文の概要: High Frequency, High Accuracy Pointing onboard Nanosats using Neuromorphic Event Sensing and Piezoelectric Actuation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.01361v1
• Date: Mon, 4 Sep 2023 05:05:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-06 19:53:55.383940
• Title: High Frequency, High Accuracy Pointing onboard Nanosats using Neuromorphic Event Sensing and Piezoelectric Actuation
• Title（参考訳）: ニューロモルフィックイベントセンシングと圧電アクチュエータを用いたナノサットの高周波高精度ポインティング
• Authors: Yasir Latif, Peter Anastasiou, Yonhon Ng, Zebb Prime, Tien-Fu Lu, Matthew Tetlow, Robert Mahony, Tat-Jun Chin
• Abstract要約: 衛星が小さくなるにつれて、安定したポインティングを維持する能力は低下する。 現在のナノサットは通常10秒から100秒の範囲で、宇宙領域の認識タスクには不十分である。 圧電段と閉ループに結合したニューロモルフィック事象センサを利用する新しいペイロードを開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 22.06308723585416
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: As satellites become smaller, the ability to maintain stable pointing decreases as external forces acting on the satellite come into play. At the same time, reaction wheels used in the attitude determination and control system (ADCS) introduce high frequency jitter which can disrupt pointing stability. For space domain awareness (SDA) tasks that track objects tens of thousands of kilometres away, the pointing accuracy offered by current nanosats, typically in the range of 10 to 100 arcseconds, is not sufficient. In this work, we develop a novel payload that utilises a neuromorphic event sensor (for high frequency and highly accurate relative attitude estimation) paired in a closed loop with a piezoelectric stage (for active attitude corrections) to provide highly stable sensor-specific pointing. Event sensors are especially suited for space applications due to their desirable characteristics of low power consumption, asynchronous operation, and high dynamic range. We use the event sensor to first estimate a reference background star field from which instantaneous relative attitude is estimated at high frequency. The piezoelectric stage works in a closed control loop with the event sensor to perform attitude corrections based on the discrepancy between the current and desired attitude. Results in a controlled setting show that we can achieve a pointing accuracy in the range of 1-5 arcseconds using our novel payload at an operating frequency of up to 50Hz using a prototype built from commercial-off-the-shelf components. Further details can be found at https://ylatif.github.io/ultrafinestabilisation
• Abstract（参考訳）: 衛星が小さくなるにつれて、衛星に作用する外力によって安定したポインティングを維持する能力は低下する。 同時に、姿勢決定制御システム(ADCS)で使用される反応ホイールは、ポインティング安定性を損なう可能性のある高周波ジッタを導入している。 数万キロ離れた物体を追跡する空間領域認識(SDA)タスクでは、現在のナノサット(通常は10から100秒の範囲)で提供されるポインティング精度は不十分である。 本研究では,ニューロモルフィック事象センサ(高周波で高精度な相対姿勢推定)と圧電ステージ(能動姿勢補正)との閉ループを併用し,高度に安定なセンサ特異的なポインティングを提供する新しいペイロードを開発する。 イベントセンサは、低消費電力、非同期動作、高ダイナミックレンジの望ましい特性のために、特に宇宙用途に適している。 イベントセンサを用いて、まず基準背景星場を推定し、そこから短時間の相対的姿勢を高頻度で推定する。 圧電ステージは、イベントセンサを備えた閉じた制御ループで動作し、電流と所望の姿勢の差に基づいて姿勢補正を行う。 制御された設定の結果,市販部品を用いた試作機を用いて,新しいペイロードを最大50Hzの動作周波数で1～5秒の範囲でのポインティング精度を実現することができた。 詳細はhttps://ylatif.github.io/ultrafinestabilisationを参照。

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