論文の概要: RoverDevKit: An open, physics-grounded tradespace toolkit for conceptual design of lunar micro-rovers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.21755v1
- Date: Fri, 19 Jun 2026 21:14:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-26 03:33:30.675838
- Title: RoverDevKit: An open, physics-grounded tradespace toolkit for conceptual design of lunar micro-rovers
- Title（参考訳）: RoverDevKit:月面マイクロローバーの概念設計のためのオープンな物理グラウンドのトレードスペースツールキット
- Authors: Jon Reifschneider,
- Abstract要約: RoverKitは, テラメカニクス, 質量, パワー, サーマルサバイバル, トラバースを結合したオープン解析評価器である。
海面、極高地、クレーターリムのシナリオ全体で、NSGA-IIフロントは、結合設計の取引が単一の質量クラス内のミッションプロファイルとともに変化することを示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Pre-Phase-A design of lunar micro-rovers is dominated by tightly coupled mobility, power, thermal, and mass trades, yet conceptual-design tooling for the rapidly growing sub-50 kg class is typically proprietary, weakly benchmarked, or too slow to drive optimization. We contribute RoverDevKit, an open analytical evaluator coupling terramechanics, mass, power, thermal survival, and traverse that runs in 30ms per mission, fast enough to serve directly as a multi-objective optimizer's fitness function. Across mare, polar, highland, and crater-rim scenarios, NSGA-II Pareto fronts show that the binding design trade changes with mission profile within a single mass class: energy storage dominates at high latitude, slope traction on loose highland regolith, and traverse range on mare and crater-rim missions. Notably, rigid four-wheel layouts Pareto-dominate the full modeled mass range under smooth-regolith range-mass-slope objectives, contrary to the expectation that six-wheel architectures become optimal at heavier masses; six-wheel rocker-bogie layouts enter the Pareto set only once missions impose an obstacle-navigation requirement. The evaluator performance is benchmarked using both component and system checks: the terramechanics kernel matches measured single-wheel drawbar pull within the literature model-form band on two independent datasets, the bottom-up mass model predicts published in-class (5-50 kg) rover masses to 13.3% median absolute error, and a rediscovery check places real micro-rovers near the optimizer's fronts. Propagating the measured terramechanics error through the optimizer leaves the qualitative design rules unchanged. The tool, data, validation artifacts, and figure-generation scripts are released openly.
- Abstract（参考訳）: Pre-Phase-A 月のマイクロローバーの設計は、タイトに結合したモビリティ、パワー、サーマル、マストレードに支配されているが、急速に成長する50kg以下のクラスに対する概念設計ツールは通常、プロプライエタリであり、ベンチマークが弱く、最適化を推進するには遅すぎる。
RoverDevKitは、テラメカニクス、質量、パワー、サーマルサバイバル、トラバースを1ミッションあたり30msで結合し、多目的オプティマイザのフィットネス機能として直接機能するのに十分な速度で動作します。
海、極地、高地、クレーター-リムのシナリオ全体で、NSGA-IIのパレートフロントは、エネルギー貯蔵が高緯度で支配的であり、緩やかな高地リゴリスで、また海とクレーター-リムのミッションで、結合設計のトレードオフがミッションプロファイルとともに変化することを示している。
特に、固い四輪配置のパレートは、6輪構造が重い質量で最適になるという期待に反して、滑らかなリゴリソス・レンジ・マス・スロープの目的の下で完全なモデル化された質量範囲を支配しており、6輪のロッカー・ボギー配置は、ミッションが障害物航行要求を課すとパレート・セットに入る。
評価器のパフォーマンスは、コンポーネントとシステムチェックの両方を用いてベンチマークされる: テラメカニクスのカーネルは、2つの独立したデータセット上で、文学モデル形式のバンド内で測定された単輪ドローバーのプルと一致し、ボトムアップの質量モデルでは、ローバーの質量が13.3%中央値の絶対誤差で、オプティマイザの前面付近に実際のマイクロローバーを配置する。
測定されたテラメカニクス誤差をオプティマイザを通じて伝搬させると、定性的設計規則は変わらない。
ツール、データ、バリデーションアーティファクト、および図形生成スクリプトは、公開リリースされている。
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