論文の概要: Robust On-Manifold Optimization for Uncooperative Space Relative
Navigation with a Single Camera
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.07110v1
- Date: Thu, 14 May 2020 16:23:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-12-03 05:34:37.442899
- Title: Robust On-Manifold Optimization for Uncooperative Space Relative
Navigation with a Single Camera
- Title(参考訳): 単一カメラを用いた非協調空間相対航法におけるロバストオンマニフォールド最適化
- Authors: Duarte Rondao, Nabil Aouf, Mark A. Richardson, Vincent Dubanchet
- Abstract要約: 単分子装置のみを用いて、チェッカー宇宙船に対して対象物体の6次元ポーズを推定するために、革新的なモデルに基づくアプローチが実証された。
複雑な宇宙船エンビザットとランデブー軌道のリアルな合成と実験室のデータセットで検証されている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.129225533930966
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Optical cameras are gaining popularity as the suitable sensor for relative
navigation in space due to their attractive sizing, power and cost properties
when compared to conventional flight hardware or costly laser-based systems.
However, a camera cannot infer depth information on its own, which is often
solved by introducing complementary sensors or a second camera. In this paper,
an innovative model-based approach is instead demonstrated to estimate the
six-dimensional pose of a target object relative to the chaser spacecraft using
solely a monocular setup. The observed facet of the target is tackled as a
classification problem, where the three-dimensional shape is learned offline
using Gaussian mixture modeling. The estimate is refined by minimizing two
different robust loss functions based on local feature correspondences. The
resulting pseudo-measurements are then processed and fused with an extended
Kalman filter. The entire optimization framework is designed to operate
directly on the $SE\text{(3)}$ manifold, uncoupling the process and measurement
models from the global attitude state representation. It is validated on
realistic synthetic and laboratory datasets of a rendezvous trajectory with the
complex spacecraft Envisat. It is demonstrated how it achieves an estimate of
the relative pose with high accuracy over its full tumbling motion.
- Abstract(参考訳): 光カメラは、従来の飛行ハードウェアや高価なレーザーベースのシステムと比較して、魅力的なサイズ、電力、コスト特性のため、宇宙での相対航法に適したセンサーとして人気を集めている。
しかし、カメラは独自の深度情報を推測することができず、補体センサーや第2のカメラを導入することでしばしば解決される。
本稿では, チェイサー宇宙船に対する対象物体の6次元姿勢を単眼的構成のみを用いて推定する, 革新的なモデルベースアプローチを提案する。
対象の観測面は分類問題として取り組まれ、ガウス混合モデルを用いて3次元形状をオフラインで学習する。
局所的な特徴対応に基づいて2つの異なるロバストな損失関数を最小化する。
結果の擬似測定は処理され、拡張されたカルマンフィルタで融合される。
最適化フレームワーク全体が$SE\text{(3)}$ manifold上で直接動作するように設計されており、グローバルな姿勢状態表現からプロセスと測定モデルを分離する。
複雑な宇宙船が観測するランデブー軌道の現実的な合成および実験室データセット上で検証される。
本手法は,全転動よりも高い精度で相対姿勢の推定を実現することを実証した。
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