Star-Dundee社 PANGU ソフトウェアのご紹介

2019/04/09

宇宙

Star-Dundee社は、惑星探査の支援ツールとして、PANGU ソフトウェアを提供しております。同ソフトウェアは、惑星の表面モデリングに優れており、ヨーロッパおよび日本国内にて使用実績がございます。

■はじめに

PANGU (Planet and Asteroid Natural scene Generation Utility), は惑星の表面モデリングが可能な惑星探査の強力な支援ツールです。
実データおよび合成データを用いて、惑星体 (火星、月、水星、小惑星, etc) の表面をモデリングします。
デスクトップPCを用い、リアルで高次元な画像をほぼリアルタイムにて表示できるよう設計されています。

■PANGU 概要

PANGU は、惑星全体を再現する数値標高モデル（DEMs: Digital Elevation Model）などの実データ、より高分解能な着陸地点周辺のDEMsおよび合成地形データを組み合わせることで、惑星着陸機の降下を完全に再現できるマルチ分解能モデルを作成することが実現できます。
大規模なモデル（64GB以上）が管理可能なため、着陸機の下降をよりリアル・高度にシミュレートすることが可能です。

●小惑星シミュレーション方法：
- 形状モデルの取込み

- 完全合成の小惑星モデルの生成

●初期数値標高モデルの取得機器例（DEMs: Digital Elevation Model）：
- NASAの月周回衛星（Lunar Reconnaissance Orbiter Laser Altimeter）

- ESAの高解像度ステレオカメラ

●PANGUで実現可能なこと：
- フラクタル手法を用い、ユーザ定義の粗さにてDEMsの生成

- ベースのDEMsをフラクタルで補間することで、元のDEMsよりもはるかに高解像度なDEMsの生成

- 経年変化や直径分布などの統計モデルを用いて、リアルなクレータを追加

- 経年変化の統計情報によって、実際の地形画像にて観測されたクレータと最終的に生成されるクレータ情報/モデルの整合性を保証

- 様々な統計分布によって生成された表面モデルに、岩やはっきりとした地形の特徴を追加

- 火星のモデルでは、バルハン砂丘のモデリングをはじめ、クレータの底をまるで塵で埋めたように平らに表現

- アルベド/カラーマップを適用し、よりリアルな表現

- 画素数を浮動小数点精度で表すこと、また最大16ビットのADCに合わせてデジタル化

- NAIF/SPICE と統合し、惑星や宇宙線の過去のデータ・予測データを用いて画像生成

また、それぞれカメラ・LIDAR・レーダの画像を任意の位置/方向から生成可能で、惑星着陸、地表探査、軌道上ランデブーオペレーションなどのオフラインおよびクローズドループシミュレーションをサポートしています。

●物理ベースのカメラモデル特徴：
- ショットノイズ

- Thermal Dark Current

- 読出しノイズ

- 放射線イベント

- 光感応の不均一性

- 放射線状の光学的歪み

●PANGU アプリケーション：
PANGU では、連結式のローバーなどのダイナミックな要素から、火星のダストデビルのシーンまで太陽系の天体をリアルに表現/体験することができます。

■最後に

現在PANGU v4.20 がリリースされ、合成表面、小惑星、月や火星など様々なモデルシナリオが用意されています。
STAR-Dundee社の経験豊富なチームは、PANGU で生成された様々なケーススタディや画像を保有しており、
ユーザのミッションに適したソリューションを見つけ出すことが可能です。