軌道上のデブリ周回・撮影

3D LiDARとIMUで近くのデブリとの相対運動を推定し、RCSで周回しながら機体カメラで撮影します。KSPの通常操作で軌道投入・分離を済ませた状態から始めます。

1. デモをインストールする

Getting StartedでMODとbridgeを導入した後、PyLoNリポジトリのルートで実行します。

source /opt/ros/jazzy/setup.bash
rosdep install --from-paths \
  Ros2/pylon_interfaces Ros2/pylon_bridge Ros2/pylon_vehicle_control \
  Demo/pylon_demo_debris_orbit \
  --ignore-src --rosdistro jazzy -y
./sync.sh --skip-ksp-build --skip-ksp-sync --demo debris_orbit
source ~/ros2_ws/install/setup.bash

2. KSPで機体と対象を準備する

• 全6軸の並進・回転を操作できるRCSと、燃料・電源を用意します。
• 3D LiDARを搭載し、Sensor IDをfront_lidarにします。
• LiDARと同じ方向を向くRGBカメラを搭載し、Sensor IDをorbit_cameraにします。
• 通常操作で軌道投入とデブリの分離を行い、相対運動が小さい状態にします。対象は推力を出していない物体を使います。
• LiDARの測距範囲に対象を入れ、センサーとUDP配信を有効にします。

このデモは、近距離で共に自由落下する自機と対象を想定しています。周回半径の既定値は15 mです。機体とデブリの大きさに合わせ、衝突しない空間を確保してください。

3. bridgeを起動する

ターミナルAで実行します。bridgeはこの1プロセスを使います。

source /opt/ros/jazzy/setup.bash
source ~/ros2_ws/install/setup.bash
ros2 run pylon_bridge udp_bridge \
  --host 127.0.0.1 --port 49010 --disable-ground-truth

別ターミナルで入力を確認します。

source /opt/ros/jazzy/setup.bash
source ~/ros2_ws/install/setup.bash
ros2 topic echo --once /ksp_vessel/lifecycle
ros2 topic hz /ksp_vessel/lidar_3d/front_lidar/points
ros2 topic hz /ksp_vessel/imu/data_raw
ros2 topic hz /ksp_vessel/camera/orbit_camera/image_raw

ros2 topic hzは1つずつ実行し、確認したらCtrl-Cで終了します。機体状態がACTIVEで、点群・IMU・画像を受信できてから進みます。

4. 周回を開始する

ターミナルBで実行します。enabled:=trueを指定すると機体の制御を開始します。

source /opt/ros/jazzy/setup.bash
source ~/ros2_ws/install/setup.bash
ros2 launch pylon_demo_debris_orbit pylon_demo_debris_orbit.launch.py \
  enabled:=true demo_instance_id:=orbit_a \
  lidar_sensor_id:=front_lidar camera_sensor_id:=orbit_camera \
  orbit_radius:=15.0 rviz:=true

対象を見つけるまでは機体を回して探索します。点群から3回続けて対象を取得すると、対象への指向・接近を始め、指定半径へ到達後に周回します。RVizでは点群、対象クラスタ、対象中心、自機、目標半径、軌跡を確認できます。

推定と表示だけを試す場合は、上のコマンドのenabled:=trueをenabled:=false controller_enabled:=falseへ置き換えます。

5. 状態と撮影結果を確認する

ros2 topic echo /ksp_vessel/demos/debris_orbit/orbit_a/status
ros2 topic echo /ksp_vessel/demos/debris_orbit/orbit_a/estimator_status
ros2 topic echo /ksp_vessel/demos/debris_orbit/orbit_a/controller_status

demo_instance_idを変更した場合は、Topic内のorbit_aも置き換えます。

周回開始位置を0度とし、36度ごとにPNGと計測JSONを保存します。保存先はデモを起動したディレクトリからの相対パスで、pylon_demo_debris_orbit_captures/orbit_a/<起動日時>/です。既定では2周目以降も撮影を続けます。

画像の時刻と推定角度を照合し、指定角度を通過してから既定2度以内の画像を保存します。capture_missedの場合は画像配信の周期と遅延を確認してください。

停止と再開

デモのターミナルでCtrl-Cを押すと、制御指令をゼロにしてleaseを解放します。終了後にbridgeもCtrl-Cで停止できます。

機体切替、制御権喪失、入力欠測後は停止を保持します。IMUが0.5秒を超えて途切れた場合も、機体を安定させてからデモのlaunch全体を起動し直してください。

主な起動引数

引数	この手順の値	用途
enabled	true	周回制御を開始
demo_instance_id	orbit_a	Topicと撮影ディレクトリの識別名
lidar_sensor_id / camera_sensor_id	front_lidar / orbit_camera	搭載センサーのID
orbit_radius	15.0	周回半径［m］
rviz	true	RVizを起動
controller_enabled	true（既定）	共通制御器を起動
config_file	パッケージ同梱YAML	推定・誘導・撮影設定を変更

設定ファイルはリポジトリのDemo/pylon_demo_debris_orbit/config/pylon_demo_debris_orbit.yamlです。機体への指令と所有権は機体制御API、画像の設定はRGBカメラを参照してください。