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Modeling global shape and surface morphology of asteroid Ryugu using an improved neural implicit method

Chen, Hao und Willner, Konrad und Ziese, Ramona und Hu, Xuanyu und Huang, Qian und Haifeng, Xiao und Gläser, Philipp und Neumann, Wladimir und Oberst, Jürgen (2025) Modeling global shape and surface morphology of asteroid Ryugu using an improved neural implicit method. Astronomy & Astrophysics, 696, A212. EDP Sciences. doi: 10.1051/0004-6361/202452844. ISSN 0004-6361.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
19MB

Offizielle URL: https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2025/04/aa52844-24/aa52844-24.html

Kurzfassung

Context. Detailed shape modeling is a fundamental task in the context of small body exploration aimed at supporting scientific research and mission operations. The neural implicit method (NIM) is a novel deep learning technique that models the shapes of small bodies from multi-view optical images. While it is able to generate models from a small set of images, it encounters challenges in accurately reconstructing small-scale or irregularly shaped boulders on Ryugu, which hinders the investigation of detailed surface morphology. Aims. Our goal is to accurately reconstruct a high-resolution shape model with refined terrain details of Ryugu based on a limited number of images. Methods. We propose an improved NIM that leverages multi-scale deformable grids to flexibly represent the complex geometric structures of various boulders. To enhance the surface accuracy, three-dimensional (3D) points derived from the Structure-from-Motion plus Multi-View Stereo (SfM-MVS) method were incorporated to provide explicit supervision during network training. We selected 131 Optical Navigation Camera Telescope images from two different mission phases at different spatial resolutions to reconstruct two Ryugu shape models for performance evaluation. Results. The proposed method effectively addresses the challenges encountered by NIM and demonstrates an accurate reconstruction of high-resolution shape models of Ryugu. The volume and surface area of our NIM models are closely aligned with those of the prior shape model derived from the SfM-MVS method. However, despite utilizing fewer images, the proposed method achieves a higher resolution and refinement performance in polar regions and for irregularly shaped boulders, compared to the SfM-MVS model. The effectiveness of the method applied to Ryugu suggests that it holds significant potential for applications to other small bodies.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/208066/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Modeling global shape and surface morphology of asteroid Ryugu using an improved neural implicit method
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Chen, HaoInstitute of Geodesy and Geoinformation Science, Technische Universität Berlin, Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Willner, Konradkonrad.willner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5437-8477197875569
Ziese, RamonaTechnische Universität Berlin, Institut of Geodesy and Geoinformation Science, Planetary Geodesy; Germany; Institute of Planetary Research, German Aerospace Center (DLR)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hu, XuanyuUniversity of the Bundeswehr Munich, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Huang, QianInstitute of Geodesy and Geoinformation Science, Technische Universität Berlin, Berlin 10553, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Haifeng, XiaoInstituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), Granada 18008, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gläser, PhilippInstitute of Geodesy and Geoinformation Science, Technical University of BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Neumann, WladimirWladimir.Neumann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1932-602XNICHT SPEZIFIZIERT
Oberst, JürgenTechnische Universität Berlin, Department for Geodesy and Geoinformation Science, Berlin, Germany ; juergen.oberst (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:25 April 2025
Erschienen in:Astronomy & Astrophysics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:696
DOI:10.1051/0004-6361/202452844
Seitenbereich:A212
Verlag:EDP Sciences
ISSN:0004-6361
Status:veröffentlicht
Stichwörter:techniques: image processing - planets and satellites: surfaces - minor planets, asteroids: individual: Ryugu
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Exploration des Sonnensystems
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetengeodäsie
Hinterlegt von: Willner, Dr Konrad
Hinterlegt am:25 Nov 2025 11:54
Letzte Änderung:01 Dez 2025 10:45

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