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Vision Beyond Earth: Synthetic Satellite Data for Neural Perception in Orbit

Müller, Marcus Gerhard und Boerdijk, Wout und Ulmer, Maximilian und Stürzl, Wolfgang und Gawel, Abel und Siegwart, Roland und Triebel, Rudolph und Durner, Maximilian (2026) Vision Beyond Earth: Synthetic Satellite Data for Neural Perception in Orbit. In: 2026 IEEE Aerospace Conference, AERO 2026. IEEE. 2026 IEEE Aerospace Conference, 2026-03-07 - 2026-03-14, Big Sky, Montana, USA. doi: 10.1109/AERO66936.2026.11520070. ISBN 979-8-3315-7360-7. ISSN 2996-2358.

[img] PDF
28MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/11520070

Kurzfassung

Satellites have become a critical infrastructure pillar for modern life by supporting key services such as communication, navigation or weather forecasting. Yet, the consistent increase of satellites orbiting Earth brings a number of challenges with it, most importantly the steady rise of the chance of collision between orbiting bodies. At the same time, defunct satellites often remain in orbit as space debris, further adding to the number of items circulating Earth. Therefore, not only active debris removal but also means of extending the life span of a satellite - such as (preventive) maintenance and on-orbit servicing - gain increasing importance. For a system performing these tasks in space, perceptive capabilities are of high importance, such as the initial detection of the target satellite object, its successive tracking to visually follow its trajectory, or even satellite pose estimation. Here, automation is highly beneficial, and computer vision algorithms can greatly contribute - especially neural networks have shown vast advances in recent years for object perception tasks. Yet, the extremely harsh conditions in space create additional challenges, and the performance of detectors or pose estimators in industrial or house-hold applications cannot directly be expected for extra-terrestrial scenarios. Most importantly, relevant training data is often not available, and there is a lack of simulators supporting synthetic satellite data generation. In this work, we present Space OAISYS, a major extension of Outdoor Artificial Intelligent SYstems Simulator (OAISYS), supporting vast training data generation for the aforementioned tasks. Space OAISYS simulates satellite missions and creates visual data which can be used in a variety of scenarios. With the simulator one can use an arbitrary satellite object and let it orbit around any kind of celestial body. To use the extension for machine learning task, OAISYS Material Drivers are introduced, which can randomize materials in a great variety. Furthermore, the simulator is extended by sensor moving patterns, which create a more realistic satellite rendering result. Strong emphasis is also placed on precise modeling of visual artifacts in space such as intense reflections or blooming. To ease application, a standardized storage format is integrated. Code is available at https://github.com/DLR-RM/oaisys.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/224189/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Vision Beyond Earth: Synthetic Satellite Data for Neural Perception in Orbit
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Müller, Marcus GerhardMarcus.Mueller (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Boerdijk, WoutWout.Boerdijk (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0789-5970NICHT SPEZIFIZIERT
Ulmer, Maximilianmaximilian.ulmer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0008-3807-639X217066776
Stürzl, WolfgangWolfgang.Stuerzl (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gawel, AbelAutonomous Systems Lab, ETH ZurichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Siegwart, RolandAutonomous Systems Lab.,NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Triebel, RudolphRudolph.Triebel (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Durner, MaximilianMaximilian.Durner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:22 Mai 2026
Erschienen in:2026 IEEE Aerospace Conference, AERO 2026
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/AERO66936.2026.11520070
Verlag:IEEE
ISSN:2996-2358
ISBN:979-8-3315-7360-7
Status:veröffentlicht
Stichwörter:OAISYS, Blender, Satellite, Space
Veranstaltungstitel:2026 IEEE Aerospace Conference
Veranstaltungsort:Big Sky, Montana, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:7 März 2026
Veranstaltungsende:14 März 2026
Veranstalter :IEEE
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Multisensorielle Weltmodellierung (RM) [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Perzeption und Kognition
Hinterlegt von: Boerdijk, Wout
Hinterlegt am:08 Jun 2026 15:47
Letzte Änderung:08 Jun 2026 15:47

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