WIBSTAC

Ausgangssituation / Motivation

Panorama-Kamerasysteme auf Planetaren Rovern werden maßgeblich zur Bereitstellung von Übersichts („Kontext“) - Bilddaten zur strategischen Missions-Planung verwendet. Tägliche "sol-by-sol" Panoramas und digitale Geländemodelle (DTMs) werden mittels sogenannter "fixed baseline" Stereo Bildern erstellt.

Damit können DTMs aufgrund der rasch mit der Entfernung schwindenden Genauigkeit nur bis zu einer typischen Distanz von 20-40m vom Rover entfernt sinnvoll erstellt werden. Rover wie z.B. MSL Curiosity könnten mehr als 100m pro Tag fahren, eine Distanz die von keinem Instrument an Bord des Rovers mit DTMs abgedeckt wird, was für die Planung eines sicheren Pfades nötig wäre.

Mit geeigneter Auswahl von Bildern, die von unterschiedlichen Rover-Positionen aufgenommen werden, können mittels einer Technik genannt "wide baseline stereo" (WBS) weit größere Distanzen mittels DTM abgedeckt werden und damit die Möglichkeiten strategischer Planung weit besser ausgenutzt werden.

Inhalte und Zielsetzungen

WIBSTAC schlägt eine solche Strategie vor und schließt im vorliegenden Projekt die Kette zwischen „view planning“, WBS 3D Stereo-Rekonstruktion sowie Fusionierung der Ergebnisse mit folgenden Techniken & Zielen:

• Auswahl optimierter Rover Standpunkte und Blickwinkel ("view planning") für Panorama Bildaufnahme zur Erzielung optimaler Qualität / Auflösung / Ausdehnung von DTMs und zu übertragender Datenrate
• View planning mittels simulierter Bilder auf satellitenbasierten DTMs, Verwendung erwarteter WBS DTM Genauigkeit & Qualität, ausführliche ("exhaustive") Suche nach den besten WBS Bildaufnahme-Möglichkeiten am geplanten Rover-Pfad
• Erstellung einer Prioritätenliste für solche Aufnahmen
• 3D Prozessierung von 3D Datenprodukten (DTMs und generischen 3D Oberflächenmodellen mit mehreren hundert Metern Ausdehnung
• Fusionierung der generierten 3D Datenprodukte mit satelliten-basierten DTMs, sowie den regulären fixed baseline DTMs
• Immersive Visualisierung der Datenprodukte und WBS Aufnahmesituationen
• Bereitstellung der Visualisierung & View Planung für die Verwendung durch Rover Teams relevanter Mars Missionen und Instrumente insbesondere ExoMars PanCam & CLUPI, Mars 2020 Mastcam-Z sowie MSL, und in terrestrischen Anwendungen
• Dokumentation der 3D Vision Methoden und wissenschaftlichen Erkenntnisse durch deren Verwendung in akademischen / wissenschaftlichen Publikationen.

Erwartete Ergebnisse

WIBSTAC wird insbesondere in enger Kooperation mit der und eingebunden in die ExoMars Missions-Vorbereitung abgewickelt werden. Es ist ein wichtiger Baustein wichtiger Missionsziele wie die Fähigkeit, einen integralen Satz von Messungen auf mehreren Skalierungsebenen durchzuführen, sowie den Zugang des Rover zu einer geeigneten geologischen Umgebung (durch langfristige Kartierung in korrekter 3D-Auflösung) zu ermöglichen.

Projektleitung

JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH

Projektpartner:innen

• ALTEC SpA
• SLR Engineering GmbH
• VRVis Zentrum für Virtual Reality und Visualisierung Forschungs-GmbH

JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH
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