接近阶段基于视觉的小天体自转状态估计
地球与行星天体物理
2024-06-19 v2 天体物理仪器与方法
计算机视觉与模式识别
摘要
小天体群体的异质性使得在航天器抵达前预测小天体特性变得困难。在自主小天体探测背景下，开发在轨道插入与近距离操作前估计小天体特征的算法至关重要。本文发展了接近阶段小天体自转状态（即自转中心与自转轴方向）的基于视觉的估计方法。在该任务阶段，航天器观测旋转天体并跟踪图像中的特征。由于特征轨迹是地标圆周运动的投影，可计算出可能的自转轴。随后，利用特征运动与启发式方法从候选中选出自转轴解。最后，由亮度中心估计自转中心。该算法在800余个测试用例上测试，涉及两颗不同小行星（即Bennu与Itokawa）、三种不同光照条件及100余种不同自转轴朝向。每个测试用例由约250张小行星合成图像组成，用于跟踪特征并确定自转状态。结果表明，对于80%的考虑测试用例，真实自转轴与其估计之间的误差低于，意味着所提算法是自主小天体表征的适用方法。
引用
@article{arxiv.2302.11364,
title = {Vision-Based Estimation of Small Body Rotational State during the Approach Phase},
author = {Paolo Panicucci and Jérémy Lebreton and Roland Brochard and Emmanuel Zenou and Michel Delpech},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.11364},
year = {2024}
}