ระบบตัวตรวจวัดการวางตัวของอวกาศยานด้วยทิศทางของแสงอาทิตย์

ที่มา
ตัวตรวจวัดการวางตัวของอวกาศยานด้วยทิศทางของแสงอาทิตย์ (Digital Sun Sensor) คือ อุปกรณ์ตรวจวัดสําคัญในการสังเคราะห์พิกัดการวางตัว และระบบนำร่องของอวกาศยาน (Attitude Determination) ร่วมกับตัวตรวจวัดความเร็วเชิงมุมแบบสัมพัทธ์ (Gyroscope) โดยอาศัยพีชคณิตเชิงเส้นเพื่อการคำนวนตําแหน่งการวางตัวของดาวเทียมในระบบพิกัดสามมิติ โดยอ้างอิงทิศทางของแสงจากดวงอาทิตย์ที่ตกกระทบบนฉากรับแสงผ่านระบบทัศนกลไก (Opto-Mechanical Ssytem) นับเป็นหนึ่งในระบบย่อยที่สำคัญในการสนับสนุนพันธกิจอวกาศยาน อาทิ การปรับทิศทางดาวเทียมเพื่อถ่ายภาพทรัพยากรโลก ระบบประจุพลังงานของเซลล์แสงอาทิตย์ และระบบสื่อสารดาวเทียม 
ในงานวิจัยและพัฒนานี้ ได้หยิบยกทฤษฎีรูรับแสง (Pinhole Model) และคํานวณค่าความยาวโฟกัส (Focal length) ตามระยะตกกระทบที่เหมาะสมกับตรวจวัดสัญญาณภาพแบบ CMOS เพื่อกำหนดขอบเขตการรับสัญญาณหรือ FoV (Field of View)  โดยมีหน่วยประมวลผลสัญญาญภาพแบบดิจิทัล  (Digital Image Processing) บรรจุระเบียบวิธีตรวจจับวัตถุ (Object Detection) เพื่อคำนวนตำแหน่งความเข้มของแสงที่ตกกระทบจากดวงอาทิตย์ผ่านกระบวนการแปลงพิกัดด้วยพีชคณิตของออยเลอร์ เป็นพื้นฐานในการคำนวนตําแหน่งการวางตัวของดาวเทียม สัญญาณที่ตรวจวัดได้จากตัวตรวจวัดดังกล่าวจะเข้าสู่กระบวนการ Sensor Fusion ร่วมกับตัวตรวจวัดความเร็วเชิงมุมแบบสัมพัทธ์ผ่านตัวกรองแบบคาลแมน (Kalman Filter) เพื่อประมาณค่าการวัดที่เหมาะสมที่สุด จึงจะสามารถสังเคราะห์พิกัดการวางตัวของวัตถุอวกาศนั้นๆได้

วัตถุประสงค์ 
เพื่อศึกษากลไกการพัฒนาตัวตรวจวัดการวางตัวของอวกาศยานด้วยทิศทางของแสงอาทิตย์ ในระดับต้นแบบเชิงวิศวกรรม โดยบรูณการองค์ความรู้ด้านวิศวกรรมทัศนศาสตร์และเทคโนโลยีเมคาทรอนิกส์ในการพัฒนานวัตกรรมที่มีมูลค่าสูงและพึ่งพาตนเองด้านอวกาศและความมั่นคงของประเทศในอนาคต

ลักษณะเฉพาะของผลงาน
ระบบตัวตรวจวัดการวางตัวของอวกาศยานด้วยทิศทางของแสงอาทิตย์ ถูกพัฒนาขึ้นให้มีลักษณะโครงสร้างในปริมาตรที่จํากัดได้ในขนาดประมาณ 25 x 25 x15  มิลลิเมตร (กว้าง x ยาว x สูง มีขอบเขตการรับสัญญาณ [-60, 60] องศาตามแนวแกนและใช้พลังงานไฟฟ้า 3 W 
ในระดับต้นแบบเชิงวิศวกรรม ตัวตรวจวัดดังกล่าวติดตั้งบนระบบแขนกลความแม่นยำสูงเพื่อสอบเทียบทิศทางการวางตัวแบบสมบูรณ์

บริบทในท้องตลาด 
มีจำหน่ายในต่างประเทศ

มูลค่าปัจจุบันในท้องตลาด
5,000,000 บาท

ราคาต้นทุน 
สำหรับต้นแบบเชิงวิศวกรรม ประมาณ 500,000 บาท
    
การต่อยอดนวัตกรรม/ขยายผลเชิงพาณิชย์ และภาคอุตสาหกรรม 
เทคโนโลยีนี้ สามารถต่อยอดนวัตกรรมในสาขาอื่นๆ เช่น การพัฒนาอุปกรณ์ร่วมกับแผงพลังงานแสงอาทิตย์ อุปกรณ์นำร่องอากาศยาน และระบบขีปณาวุธ ระบบหุ่นยนต์ และอากาศยานไร้คนขับ

ทีมพัฒนาผลงาน

1. Project manager 
   Dr. Peerapong Torteeka 
   NARIT
2. System Engineer 
   Shariff Manuthasna 
   NARIT
3. GNC  Engineer 
   Thanayuth Panyalert 
   NARIT
4. Aerospace Engineer 
   Popefa Charoenvicha 
   NARIT
5. Aerospace Engineer 
   Tanawish Masri 
   NARIT
6. Mechatronics Engineer 
   Pakorn Khonsri 
   NARIT
7. Engineering Advisor
   Dr. Potiwat Ngamkajornwiwat
   PIM
8. Internship Engineer
   Sorravit Prasitvarakul
   PIM
9. Internship Engineer
   Ratthanan Sakunthaksin
   RMUTL
10. Internship Engineer
    Thamakorn Thongyod
    KMUTT

ติดต่อสอบถามข้อมูลเพิ่มเติม
ดร. พีรพงศ์ ต่อฑีฆะ   Project Manager
E-mail: [email protected] หรือ [email protected]