Konzeption und Entwicklung der Steuerung für die wissenschaftliche PanCam-HRC Autofokus-Kamera der ESA ExoMars Mission

Abstract

Für das Jahr 2016 ist eine unbemannte Marsmission der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA geplant. Die sogenannte ExoMars Mission wird aus einem frei beweglichen autonomen Rover bestehen, der wissenschaftliche Untersuchungen auf der Marsoberfläche durchführen wird. Ein Kamerasystem, das sowohl hochauflösende Detailaufnahmen von Gesteinsproben als auch weit entfernte Objekte wie z.B. Hindernisse scharf darstellen kann, ist essentiell für den Erfolg der Mission. Um stets qualitativ hochwertige und scharfe Bilder mit der Kamera aufzunehmen, ist es notwendig einen automatischen Fokussier- und Belichtungsmechanismus in das Kamerasystem zu integrieren. Dieser Mechanismus soll die optimalen Fokussier- und Belichtungseinstellungen nur anhand der Bildauswertung treffen. In dieser Diplomarbeit werden deshalb Verfahren zur quantitativen Bestimmung der Bildqualität (Schärfe- bzw. Belichtungsbestimmung) untersucht und bewertet, mit denen anschließend verschiedene Suchstrategien die Bildqualität durch Änderung der Fokussiereinstellungen des Objektivs sowie der Veränderung der Bildbelichtungszeit optimieren. Die Suchstrategien werden an die verwendeten weltraumtauglichen Bauteile der Kamera angepasst sein und auf ihre Schnelligkeit hin untersucht.