画像を用いた月惑星軟着陸のための障害物検出と回避

摘要

将来の月·惑星探査計画においては，安全な自律型軟着陸が必要とされる．軟着陸を成功させるためには障害物検出と回避が必須の技術になる．このためには搭載カメラで撮像する画像を用いるのが有望である．障害物検出や回避の画像処理を考えるに当たっては，搭載用の計算機でもリアルタイムで処理可能な比較的単純な方式であることが必要であるが，それに加えて，種々の形態の障害物に対して検出可能なロバスト性が求められる．先の論文では，これらの前提条件に合致するような，月面での障害物検出と回避の画像処理法を提案した．そこでは，月面の反射モデルとして完全拡散反射特性のLambert面を想定し，そのような特性を持つCADモデルで検証を行なった．このLambert面は数学的には単純で取扱いが容易であり，反射率の高い拡散反射面では良い近似を与える．ところが，実際の月面の反射特性はLambert面とはかなり異なっている．たとえば，表面がLambert面の球は，正面から照明をあてたときには中央部が明るく，周辺が暗く見える筈であるが，実際の満月は周辺までが一様な明るさをもつ．月·惑星表面の反射特性については観測を基に古くから研究が行なわれており，これまで提案されたものの中ではHapkeの理論モデルが反射特性の最も良い近似を与えるとされている．