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TU Berlin

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PRoViDE

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Planetary Robotic Vision Data Exploitation

Die internationale Gemeinschaft der Planetenwissenschaften und –erforschung hat etwa 30 bemannte und unbemannte Missionen zum Mond und zu den Planeten erfolgreich gestartet, gelandet und durchgeführt.

Die Satelliten und Erforschungsrover haben eine große Anzahl an Oberflächenbildern gesammelt, die nur teilweise während und nach diesen Missionen genutzt wurden. Es wurden bisher nur sehr wenige Versuche unternommen, dieses Datenmaterial in einen einheitlichen raumbezogenen Kontext zusammenzuführen (dies beinhaltet die meisten, der verfügbaren Orbiter-Daten - in unterschiedlicher Qualität und Auflösung) oder die diesen Bildern impliziten räumlichen Beziehungen, die nicht in die Anwendung der jeweiligen Mission eingeplant wurden, zu erforschen. ProViDE wird den Großteil, der bisher von Raumfahrzeugen und -sonden gesammelten Bilder von Planetenoberflächen in einer einzigarten Datenbank zusammenführen, wobei die Bilder sowohl in einen räumlichen Bezug gesetzt werden als auch ein Zugang zu einer vollständigen Reihe an 3D-Vision Produkten geschaffen wird. Die 3D-Vision-Prozessierung wird in oberster Anwendungsebene eine mehrfach-auflösende Visualisierungsschien ergänzen, die verschiedene Detail-Ebenen miteinander vereint und so einen nahtlosen und tiefgreifenden Echtzeit-Zugang zu dynamisch gerenderten 3D-Darstellungen, der durch die Bilder erfaßten Szenen, ermöglicht.

Das PRoViDE-Konsortium hat sich die folgenden Ziele gesetzt:

1. Vervollständigung relevanter 3D-Vision-Prozessierung in Zusammenhang mit Missionen zur Planetenoberflächenerforschung, die alle relevanten Roboter-Landestellen von vergangenen und andauernden Missionen wie Surveyor, Viking, Pathfinder, der Mars Exploration Rover Mission (MER), des Mars Science Laboratory (MSL), Phoenix, Huygens, Mond-Boden-Panoramas, stereo-/multiskopische Bilder von Apollo und der russischen Lunokhod sowie ausgewählte Luna Missionen umfaßt, soweit das Material verfügbar ist.

2. Die Bereitstellung von Ergebnissen der Prozessierung von orbitalen Fernerkundungsdaten mit höchster Präzision und Qualität für die Regionen in denen sich die Landestellen und Aktionsradien befinden, um die robotisch erfaßten Bilddaten und die davon abgeleiteten Produkte in auf planetarer Ebene in einen raumbezogenen Zusammenhang zu setzen.

3. Das Sammeln von Ergebnissen der 3D-Vision-Prozessierung und Fernerkundung in einer einzelnen widerspruchsfreien raumbezogenen Datenbank.

4. Die Verwirklichung einer nahtlosen Verbindung zwischen Bilddaten, die aus der Umlaufbahn und von der Oberfläche aus erfaßt wurden, sowohl von vergangenen als auch von derzeit durchgeführten und zukünftigen Missionen (z.B. MSL und HiRISE).

5. Aufzeigen des Potentials von bereits bestehenden und zukünftigen planetaren Oberflächenbilddaten durch Optimierung der Bildqualität mittels einer 3D-Veröffentlichungsplattform.

6. Die Sammlung und Formulierung von neuartigen wissenschaftlichen Anwendungen, die die neu eingeführten raumbezogenen Verbindungen und Darstellungsmöglichkeiten nutzen.

7. Aufzeigen des Prozessierungs- und Datenbankkonzepts während unabhängigen Kampagnen zur Auswertung und Darstellung der MSL-Daten.

8. Auswertung und Zusammenfassung vergangener europäischer (auch russischer) sowie US-amerikanischer Initiativen im Bereich der „Planetary Robotics Vision“ (PRoVisG, PRoViScout, ein NASA SALMON Projekt, das auf die Unterstützung von ExoMars bildbasierter Verortung abzielt, ExoMars PanCam, MER bildbasierte Verortung und ähnliche Projekte in der bevorstehenden MSL Mission).

9. Verwirklichung einer Online-Verbreitung von Schlüsseldaten und ihrer Präsentation mittels eines webbasierten GIS- und Rendering-Tools.

 

PRoViDE konzentriert sich auf die Prozessierung von Bilddaten  zu einer höheren Verarbeitungsstufe (Digitale Höhenmodelle und damit verknüpfte Orthotexturen) . Die Ergebnisse werden in einen visuellen und geometrischen Kontex, basierend auf orbitalen Daten, eingebettet und durch ein Rendering Tool visualisiert. Dies ermöglicht die stufenlose Darstellung von einem globalen Blick auf den Planeten bis hin zu hochauflösenden 3D-Vision Produkten mit Millimeter Auflösung.

Zusätzlich wird ein Datenkatalog relevanter Bildquellen der genannten Missionen erstellt, der für 3D-Rekonstruktionen und die Erstellung von Panoramen genutzt wird. Der Katalog beinhaltet eine Reihe relevanter Oberflächenbildern des Mondes, die über das Planetray Data System (PDS) der NASA verfügbar sind.

Die technischen und wissenschaftlichen Ergebnisse des Projekts werden der akademischen Gemeinschaft durch ein ausgefeiltes hierarchisches Echtzeit-Rendering-Tool und der Öffentlichkeit durch ein internetbasiertes Rendering-Interface, das die Ergebnisse der PRoViDE Prozessierung durch ausgewählte an die Internetnutzung angepaßte Rendering-Funktionen darstellt, zur Verfügung gestellt.

Eine „Summer School“ am Ende des Projektes wird es Studenten und Mitgliedern der Wissenschaftsgemeinschaft ermöglichen, Details über das PRoViDE-Projekt zu erfahren, Ergebnisse auszuwerten und einen Einblick in vergangene und gegenwärtige Roboter-Missionen im ganzen Sonnensystem gewinnen.

 

Dieses Projekt wird durch das 7.  Rahmenforschungsprogramm der Europäischen Gemeinschaft unter dem Grant Agreement Nr. 312377 gefördert

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European Seventh Framework Programme

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Dr.-Ing. Konrad Willner
+49-30-314-288 40
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