深空探测巡视器视觉导航定位方法研究与地面试验场验证

doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0293

测绘通报 ›› 2022, Vol. 0 ›› Issue (10): 49-55.doi: 10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0293

深空探测巡视器视觉导航定位方法研究与地面试验场验证

岑文广^1,2, 许雄^1,2,3, 王国健^1,2, 肖长江^1,2,3

1. 同济大学测绘与地理信息学院, 上海 200092;
2. 上海市航天测绘遥感与空间探测重点实验室, 上海 200092;
3. 教育部自主智能无人系统前沿科学中心, 上海 201210

收稿日期:2021-11-22 发布日期:2022-11-02
通讯作者: 许雄。E-mail:xvxiong@tongji.edu.cn
作者简介:岑文广(1998-),男,硕士生,研究方向为视觉导航定位。E-mail:2131964@tongji.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(41971299);上海市级科技重大专项(2021SHZDZX0100);上海市科学技术委员会科研计划(19511132101);中央高校基本科研业务费专项

Research and ground validation based on the visual positioning methods for rover in deep space exploration

CEN Wenguang^1,2, XU Xiong^1,2,3, WANG Guojian^1,2, XIAO Changjiang^1,2,3

1. College of Surveying and Geo-Informatics, Tongji University, Shanghai 200092, China;
2. Shanghai Key Laboratory for Planetary Mapping and Remote Sensing for Deep Space Exploration, Shanghai 200092, China;
3. Frontiers Science Center for Intelligent Autonomous Systems, Shanghai 201210, China

Received:2021-11-22 Published:2022-11-02

摘要/Abstract

摘要： 地外天体表面巡视器就位探测是深空探测研究的重要手段,其自主导航定位能力是任务开展的重要前提。本文主要对视觉导航方法中的视觉同时定位与地图构建(SLAM)方案开展应用研究。介绍了当下经典的视觉SLAM框架,并以具有代表性的ORB-SLAM3算法为例开展研究;分别利用公开数据集、深空探测地面模拟场数据进行试验验证,探索视觉导航定位算法在深空探测场景下的有效性。本文研究为我国后续开展长距离连续巡视任务提供参考。

关键词: ORB-SLAM3, 深空探测, 视觉导航定位, SLAM, 双目视觉

Abstract: Rovers are commonly used in deep space exploration missions and it is important to develop the ability for autonomous navigation and positioning of rovers. In this paper, a typical visual simultaneous localization and mapping (SLAM) technique for navigation and positioning is studied. Firstly, the general visual-SLAM framework is summarized and the well-known ORB-SLAM3 method is introduced to evaluate its effectiveness for the deep space exploration missions. In addition to the public datasets, a simulated ground test field for extraterrestrial environment is built and the corresponding datasets are further used to validate the possible application for visual-SLAM methods in Lunar and deep space explorations. This study can help to expand the applications of the state of art SLAM methods and also support the following long-distance rover exploration tasks for China's missions.

Key words: ORB-SLAM3, deep space exploration, visual positioning, SLAM, stereo vision

中图分类号:

P228

岑文广, 许雄, 王国健, 肖长江. 深空探测巡视器视觉导航定位方法研究与地面试验场验证[J]. 测绘通报, 2022, 0(10): 49-55.

CEN Wenguang, XU Xiong, WANG Guojian, XIAO Changjiang. Research and ground validation based on the visual positioning methods for rover in deep space exploration[J]. Bulletin of Surveying and Mapping, 2022, 0(10): 49-55.

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Research and ground validation based on the visual positioning methods for rover in deep space exploration

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