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sim2realarXiv:2609.34702

MarsLab: 惑星探査ローバーの自律ナビゲーション向け火星ローバーシミュレータ

MarsLab: A Martian Rover Simulator for Planetary Rover Autonomous Navigation

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火星探査ローバーの自律ナビゲーション研究用に、ROS2対応でIsaac Sim上に構築したオープンソースシミュレータを提案し、SLAMや視覚的位置認識のベンチマークで有効性を示した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- MarsLabは、火星探査ローバーの自律ナビゲーション研究用のオープンソースROS2ネイティブシミュレータ。 - HiRISE由来の地形と手続き生成地形を組み合わせ、岩石・クレーター・太陽照明・大気ダストをカスタマイズ可能。 - NVIDIA Isaac Sim上でPerseveranceクラスのローバーモデルを動作させる。 - RGB、depth、RGB-D point clouds、LiDAR、IMU、wheel odometry、Ground Truth (GT) poseを標準ROS2トピックで配信。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存の火星関連リソースは、ミッション指向シミュレータ、固定アナログデータセット、タスク特化環境、オープンロボティクスインターフェースなど範囲が異なる。 - MarsLabはこれらを統合し、ROS2ネイティブで自律ナビゲーションアルゴリズム開発に特化。 - 制御されたシーン変動と共有GT軌道により、同一シミュレータ内で軌道レベル推定と画像レベル位置認識を比較可能。

3. 技術・手法の肝は?

- HiRISE由来地形と手続き生成地形を組み合わせ、岩石・クレーター・太陽照明・大気ダストを設定可能。 - NVIDIA Isaac Sim上でPerseveranceクラスローバーを動作。 - ランタイムでRGB、depth、RGB-D point clouds、LiDAR、IMU、wheel odometry、GT poseをROS2トピックとして配信。 - SLAMベンチマークとVPRベンチマークを同一シミュレータで実行可能。

4. どうやって有効だと検証した?

- SLAMベンチマークをセンシングモダリティ、ダストレベル、シーン形状、経路長を変えて実施。 - VPRベンチマークを火星ベースの繰り返し走行で照明とダスト変化下で実施。 - 制御されたシーン変動と共有GT軌道が、軌道レベル推定と画像レベル位置認識の比較に有用であることを示した。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究や関連手法は明示されていない。 - 同分野の定番として、火星ローバー自律ナビゲーション、SLAM、Visual Place Recognition (VPR) に関する論文が挙げられる。

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Hoyun Kim, Beomsu Kim, Giseop Kim

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Future Mars missions will require rover autonomy that can operate across unstructured terrain, changing illumination, atmospheric dust, and limited communication. Simulation is a practical way to study these conditions before deployment, but existing Mars-relevant resources differ in scope, including mission-oriented simulators, fixed analog datasets, task-specific environments, and open robotics interfaces. In this context, we present MarsLab, an open-source, ROS2-native Mars rover simulator for autonomy and navigation algorithm development. MarsLab combines HiRISE-derived and procedural terrain with customizable rock, crater, solar-illumination, and atmospheric-dust settings, and runs a Perseverance-class rover model in NVIDIA Isaac Sim. The runtime publishes RGB, depth, RGB-D point clouds, LiDAR, IMU, wheel odometry, and Ground Truth (GT) pose data through standard ROS2 topics. We demonstrate MarsLab with Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) benchmarks across sensing modalities, dust levels, scene geometry, and route length, and with Visual Place Recognition (VPR) benchmarks over repeated Mars Base traversals under illumination and dust changes. The results illustrate how controlled scene variation and shared GT trajectories can be used to compare trajectory-level estimation and image-level place recognition within the same simulator. Our Project Page: https://kimhoyun-robotair.github.io/MarsLab/.

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