ShadowNav：基于撞击坑的夜间与永久阴影区月球导航定位
机器人学
2023-01-31 v1 计算机视觉与模式识别
摘要
近年来，人们对单日行驶距离远超以往的任务兴趣渐增。此外，部分拟议任务需要在黑暗中进行自主驾驶与绝对定位。例如，Endurance A任务拟在夜间行驶其总路程中的1200公里。此类任务中自然光的缺乏限制了可用作视觉路标的内容以及可观测路标的距离。为使行星漫游车能够长距离行驶，车载绝对定位对于漫游车维持规划轨迹并避开已知危险区域的能力至关重要。目前，为实现绝对定位，需执行地面在环（GITL）操作，即人工操作员将车载局部地图或图像与轨道图像及地图进行匹配。该GITL操作将单日可行驶距离限制在几百米，此距离下漫游车可通过相对定位方法将定位误差维持在可接受范围。已有研究表明，使用撞击坑作为路标是月球白天绝对定位的一种有前景的方法。本文中，我们提出一种利用撞击坑作为路标、并将地表检测到的撞击坑边缘与轨道地图中已知撞击坑进行匹配的绝定位方法。我们聚焦于一种基于外部照明器与立体相机的感知系统的定位方法。我们评估了（1）基于单目与立体的地表撞击坑边缘检测技术，（2）用于最优定位的撞击坑边缘匹配评分方法，以及（3）夜间模拟月球表面影像上的定位性能。我们证明，该技术有望将绝大多数行星漫游车任务所需的绝对定位误差维持在10米以内。
引用
@article{arxiv.2301.04630,
title = {ShadowNav: Crater-Based Localization for Nighttime and Permanently Shadowed Region Lunar Navigation},
author = {Abhishek Cauligi and R. Michael Swan and Masahiro Ono and Shreyansh Daftry and John Elliott and Larry Matthies and Deegan Atha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.04630},
year = {2023}
}
备注
IEEE Aerospace Conference 2023