Marokko-Navigations-Tests

Unser Institut Robotik und Mechatronik war Partner in dem PERASPERA Space Robotics Technologies Cluster Projekt und dabei bei den Teilvorhaben OG3 und OG6 beteiligt. In diesem Zusammenhang wurde ein vierwöchiger Feldtest in der marokkanischen Wüste durchgeführt um neue Technologien in einer Marsanalogumgebung zu testen. Diese Kampagne fand statt im November und Dezember 2018.

Neben den PERASPERA-Tests nutzte unsere Forschungsgruppe die einmalige Gelegenheit um einen umfangreichen Datensatz aufzunehmen, welcher es erlaubt Algorithmen zur autonomen Navigation in unterschiedlichsten Marsanalogszenarien zu testen. Dafür wurde die tragbare Sensorplattform Sensor Unit for Planetary Exploration Rovers (SUPER) verwendet um den MADMAX (Morocco‐Acquired data set of Mars‐Analog eXploration) Datensatz aufzunehmen.

MADMAX beinhaltet:

  • 36 Trajektorien von acht geologisch unterschiedlichen Orten, wobei die längste Trajektorie 1,5 km lang ist und die Gesamtlänge aller Experimente 9,2 km beträgt. Im Datensatz sind monochrome Stereobilder, Bilder einer Farbkamera, inertiale Daten einer IMU und Bilder zweier omnidirektionalen Kameras in vertikaler Stereokonfiguration enthalten. Alle aufgezeichneten Daten sind mit akkuraten Zeitstempeln versehen und Stereo-Bildpaare sind synchronisiert.
  • Als Navigationsreferenz verwenden wir GNSS-Daten (global navigation satellite system) zweier Antennen, welche wir zu eine 5DoF Körper-Pose fusionieren.
  • Evaluation des Datensatzes mit zwei modernen Navigationsalgorithmen ORB-SLAM2 und VINS-mono. Die Resultate der Algorithmen bzgl. Robustheit und Genauigkeit sind im Datensatz erhalten und sollen Forschern die Möglichkeit bieten, ihre eigenen Algorithmen damit zu vergleichen.

Der Datensatz und detailliertere Informationen werden bereitgestellt auf: https://datasets.arches-projekt.de/morocco2018/

Die Sensoreinheit SUPER in der marokkanischen Wüste: Er kann entweder getragen (im Vordergrund) oder auf einem Roboter montiert werden - hier auf dem SherpaTTT-Rover des DFKI Robotics Innovation Center (im Hintergrund).
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Literatur

Lukas Meyer, Michal Smíšek, Alejandro Fontan Villacampa, Laura Oliva Maza, Daniel Medina, Martin J. Schuster, Florian Steidle, Mallikarjuna Vayugundla, Marcus G. Müller, Bernhard Rebele, Armin Wedler, and Rudolph Triebel, "The MADMAX data set for visual‐inertial rover navigation on Mars", Journal of Field Robotics (JFR), 1– 21, March 2021, doi: 10.1002/rob.22016, [elib]