Un Algoritmo Innovador de Determinación de Pose para Odometría Visual a Bordo de Rovers Planetarios
Autores: Zhou, Botian; Luo, Sha; Zhang, Shijie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un Algoritmo Innovador de Determinación de Pose para Odometría Visual a Bordo de Rovers Planetarios
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Rovers planetarios
Misiones de exploración espacial
Algoritmo de determinación de pose
Odometría visual
Cámara central
Residuos angulares
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
Los rovers planetarios desempeñan un papel crítico en las misiones de exploración espacial, donde uno de los algoritmos más fundamentales es la determinación de la pose. Debido a las limitaciones ambientales y computacionales, las determinaciones de pose en tiempo real de los rovers planetarios solo pueden utilizar técnicas de bajo costo, como la odometría visual. En este artículo, al emplear el criterio basado en ángulos, se propone un nuevo algoritmo de determinación de pose para la odometría visual, que es adecuado para cualquier tipo de cámara central. Primero, el problema se formula utilizando la función de núcleo de Huber con respecto a los residuos angulares. Luego, se introduce un sistema de coordenadas intermedio entre la estimación inicial y el refinamiento final. Para evitar quedar atrapado en mínimos locales periódicos, se utiliza un método lineal para alinear aún más los puntos de referencia entre los sistemas de coordenadas intermedio y de la cámara. Finalmente, se implementa un refinamiento de un paso para optimizar las determinaciones de pose. El análisis teórico, las simulaciones sintéticas y los experimentos reales muestran que nuestro algoritmo propuesto puede lograr las mejores precisiones dentro de tiempos de procesamiento similares, en comparación con los algoritmos más avanzados, lo que aprueba la efectividad del algoritmo propuesto utilizado en la odometría visual a bordo de rovers planetarios.
Descripción
Los rovers planetarios desempeñan un papel crítico en las misiones de exploración espacial, donde uno de los algoritmos más fundamentales es la determinación de la pose. Debido a las limitaciones ambientales y computacionales, las determinaciones de pose en tiempo real de los rovers planetarios solo pueden utilizar técnicas de bajo costo, como la odometría visual. En este artículo, al emplear el criterio basado en ángulos, se propone un nuevo algoritmo de determinación de pose para la odometría visual, que es adecuado para cualquier tipo de cámara central. Primero, el problema se formula utilizando la función de núcleo de Huber con respecto a los residuos angulares. Luego, se introduce un sistema de coordenadas intermedio entre la estimación inicial y el refinamiento final. Para evitar quedar atrapado en mínimos locales periódicos, se utiliza un método lineal para alinear aún más los puntos de referencia entre los sistemas de coordenadas intermedio y de la cámara. Finalmente, se implementa un refinamiento de un paso para optimizar las determinaciones de pose. El análisis teórico, las simulaciones sintéticas y los experimentos reales muestran que nuestro algoritmo propuesto puede lograr las mejores precisiones dentro de tiempos de procesamiento similares, en comparación con los algoritmos más avanzados, lo que aprueba la efectividad del algoritmo propuesto utilizado en la odometría visual a bordo de rovers planetarios.