Generación de imágenes ópticas a través de modelos digitales de terreno para la navegación lunar autónoma
Autores: Ceresoli, Michele; Silvestrini, Stefano; Lavagna, Michèle
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Generación de imágenes ópticas a través de modelos digitales de terreno para la navegación lunar autónoma
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Navegación basada en visión
Operaciones de naves espaciales
Imágenes ópticas sintéticas
Modelos digitales de terreno
Algoritmos de trazado de rayos
Superficie lunar.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
En los últimos años, las técnicas de Navegación Basada en Visión (VBN) han surgido como un componente fundamental para habilitar operaciones autónomas de naves espaciales, particularmente en entornos desafiantes como los aterrizajes planetarios, donde el control terrestre puede ser limitado o no estar disponible. Desarrollar y probar algoritmos VBN requiere la disponibilidad de un gran número de imágenes realistas del escenario de aplicación; sin embargo, estas rara vez están disponibles. Este artículo presenta una nueva herramienta de software de renderizado para generar imágenes ópticas sintéticas precisas de la superficie lunar aprovechando Modelos Digitales de Terreno (DTMs) de alta resolución. A diferencia de los algoritmos tradicionales de trazado de rayos, el método propaga iterativamente los rayos de la cámara para determinar su intersección con la superficie del terreno definida por un Modelo Digital de Elevación (DEM). La información de color se recupera luego del correspondiente Modelo Digital de Ortofoto (DOM) a través del conocimiento de los puntos de impacto de los rayos, eludiendo la necesidad de la costosa computación de sombras, reflejos y efectos de refracción. El rendimiento del renderizado se demuestra a través de una selección completa de imágenes de la superficie lunar bajo diferentes condiciones de iluminación y orientaciones de cámara.
Descripción
En los últimos años, las técnicas de Navegación Basada en Visión (VBN) han surgido como un componente fundamental para habilitar operaciones autónomas de naves espaciales, particularmente en entornos desafiantes como los aterrizajes planetarios, donde el control terrestre puede ser limitado o no estar disponible. Desarrollar y probar algoritmos VBN requiere la disponibilidad de un gran número de imágenes realistas del escenario de aplicación; sin embargo, estas rara vez están disponibles. Este artículo presenta una nueva herramienta de software de renderizado para generar imágenes ópticas sintéticas precisas de la superficie lunar aprovechando Modelos Digitales de Terreno (DTMs) de alta resolución. A diferencia de los algoritmos tradicionales de trazado de rayos, el método propaga iterativamente los rayos de la cámara para determinar su intersección con la superficie del terreno definida por un Modelo Digital de Elevación (DEM). La información de color se recupera luego del correspondiente Modelo Digital de Ortofoto (DOM) a través del conocimiento de los puntos de impacto de los rayos, eludiendo la necesidad de la costosa computación de sombras, reflejos y efectos de refracción. El rendimiento del renderizado se demuestra a través de una selección completa de imágenes de la superficie lunar bajo diferentes condiciones de iluminación y orientaciones de cámara.