LunarNav：基于陨石坑的长程自主月球车导航定位
机器人学
2023-01-05 v1 人工智能
计算机视觉与模式识别
摘要
Artemis计划需要机器人和载人月球车用于资源勘探与开发、设施建造与维护以及人类探索。这些月球车必须支持从基地营出发数十公里（km）的导航。一项月球科学月球车任务概念——Endurance-A，已被新十年调查推荐为月球发现与探索计划中优先级最高的中型任务，并需在南极-艾特肯（SPA）盆地穿越约2000 km，其间各次停靠下行之间的单次行驶为数公里。这些月球车任务场景需要提供一种板载、自主、全局位置知识（亦称绝对定位）的功能。然而，行星月球车迄今无板载全局定位能力；它们仅使用相对定位，通过在每次行驶中组合轮里程计、视觉里程计和惯性测量来跟踪相对于每次行驶起点的位置。本工作中，我们总结了LunarNav项目的最新进展，我们开发了算法和软件以使月球车能在月球上估计其全局位置和航向，目标性能为在光照区位置误差小于5米（m）、航向误差小于3度（3-sigma）。这将通过板载自主检测月球车附近陨石坑并将其与从轨道绘制的已知陨石坑数据库匹配来实现。总体技术框架由三个主要部分构成：1）陨石坑检测，2）陨石坑匹配，3）状态估计。在先前工作中，我们针对三种不同传感模态开发了陨石坑检测算法。我们的结果表明，在白天作业期间位置误差小于5 m的月球车定位具有极高概率。
引用
@article{arxiv.2301.01350,
title = {LunarNav: Crater-based Localization for Long-range Autonomous Lunar Rover Navigation},
author = {Shreyansh Daftry and Zhanlin Chen and Yang Cheng and Scott Tepsuporn and Brian Coltin and Ussama Naam and Lanssie Mingyue Ma and Shehryar Khattak and Matthew Deans and Larry Matthies},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.01350},
year = {2023}
}
备注
IEEE Aerospace Conference 2023. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2203.10073