論文の概要: Spacecraft Fiducial Marker for Autonomous Rendezvous, Proximity Operations, and Docking
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.27566v1
- Date: Thu, 25 Jun 2026 21:52:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-29 18:24:25.317617
- Title: Spacecraft Fiducial Marker for Autonomous Rendezvous, Proximity Operations, and Docking
- Title（参考訳）: 自律ランデブー, 近接操作, ドッキングのための宇宙用フィデューシャルマーカー
- Abstract要約: フィデューシャルマーカーは、自律的なランデブー、近接操作、宇宙ロボットのドッキングを支援する。
本稿では,自律型軌道上ロボット操作のためのフィデューシャルマーカーであるAstraTagについて述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.9267924369054152
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Robotic operations in space are challenging due to the harsh environment and the high cost of failure. Fiducial markers provide visual references that aid autonomous rendezvous, proximity operations, and docking for space robots. However, existing fiducial markers are mostly single-scale and largely designed for terrestrial robotics. Such markers leave the camera's field of view at close range, precisely during the proximity and docking phases where reliable tracking is most critical. This paper presents AstraTag, a fiducial marker designed for autonomous on-orbit robotic operations. The marker template is based on a square Spidron pattern whose recursive, self-similar structure enables detection across multiple spatial scales. Marker identification uses a 48-bit signature derived from triangular sub-regions of the template and encoded with a Generalised Reed-Solomon (GRS) code. The detection pipeline performs contour-based quadrilateral localisation, perspective normalisation, and signature matching against a pre-computed dictionary. To handle markers affixed to curved spacecraft surfaces, it incorporates a Thin-Plate Spline (TPS) re-warp fallback that exploits the marker's internal rectangular borders as additional geometric correspondences. We benchmark AstraTag against three-layer Fractal ArUco and AprilTag on spacecraft mockups with flat and curved surfaces. On curved surfaces, AstraTag achieves a higher detection rate than both baselines, offering a robust recursive-marker option for space robotics.
- Abstract（参考訳）: 宇宙でのロボット操作は厳しい環境と高い失敗コストのために困難である。
フィデューシャルマーカーは、自律的なランデブー、近接操作、宇宙ロボットのドッキングを支援する視覚的参照を提供する。
しかし、既存のフィデューシャルマーカーは、主に単一スケールで、地上ロボティクス向けに設計されている。
このようなマーカーは、カメラの視野を近距離で、信頼性の高いトラッキングが最重要となる近接とドッキングの段階で正確に残す。
本稿では,自律型軌道上ロボット操作のためのフィデューシャルマーカーであるAstraTagについて述べる。
マーカーテンプレートは、再帰的で自己相似な構造を持つ正方形のSpedronパターンに基づいており、複数の空間スケールにわたって検出することができる。
マーカー識別はテンプレートの三角形部分領域から派生した48ビットのシグネチャを使用し、一般化リードソロモン符号(GRS)で符号化される。
検出パイプラインは、予め計算された辞書に対して、輪郭ベースの四方向のローカライゼーション、視点正規化、シグネチャマッチングを実行する。
曲面の宇宙船表面に付着したマーカーを扱うため、TPS(Thin-Plate Spline)の再ワープフォールバックが組み込まれており、マーカーの内部矩形境界を追加の幾何学的対応として利用している。
AstraTagを3層式フラクタルArUcoと4月Tagに対して、平らで曲面の宇宙船モックアップでベンチマークした。
曲面上では、AstraTagは両方のベースラインよりも高い検出率を達成し、宇宙ロボティクスにとって堅牢な再帰マーカーオプションを提供する。
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