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Spacecraft_Detection_Keypoint_and_Pose_Dataset

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Hugging Face2026-08-01 更新2026-08-02 收录
官方服务:

资源简介:

SDKP(Spacecraft Detection, Keypoint, and Pose)数据集是一个专为单目成像条件下航天器感知技术发展而设计的综合基准数据集。该数据集包含24,000张高质量RGB图像,每张图像均配有丰富的真实标注,包括2D语义关键点、2D/3D边界框以及完整的6自由度姿态信息。数据被划分为三个标准化子集:20,000张用于训练,2,000张用于验证,2,000张用于测试,确保评估协议的一致性。数据集采用COCO兼容格式,包含相机内参矩阵和航天器本体坐标系下所有语义关键点的3D模板。该数据集针对三个核心计算机视觉任务:目标检测、关键点定位和姿态估计,为空间应用中的算法开发与比较提供了统一平台。

SDKP (Spacecraft Detection, Keypoint, and Pose) dataset is a comprehensive benchmark dataset designed for the development of spacecraft perception technology under monocular imaging conditions. It contains 24,000 high-quality RGB images, each with rich ground truth annotations including 2D semantic keypoints, 2D/3D bounding boxes, and complete 6-degree-of-freedom pose information. The data is divided into three standardized subsets: 20,000 for training, 2,000 for validation, and 2,000 for testing, ensuring consistent evaluation protocols. The dataset adopts COCO-compatible format, including camera intrinsic matrix and 3D templates of all semantic keypoints in the spacecraft body coordinate system. This dataset targets three core computer vision tasks: object detection, keypoint localization, and pose estimation, providing a unified platform for algorithm development and comparison in space applications.

创建时间:
2026-07-31
原始信息汇总

数据集卡片:SDKP(航天器检测、关键点与位姿数据集)

数据集描述

  • 许可证: 知识共享署名4.0国际版(CC BY 4.0)
  • 简介: SDKP数据集是一个综合基准,旨在推进单目成像条件下的航天器感知研究。该数据集包含24,000张高质量RGB图像,每张图像均配有丰富的真值标注,包括2D语义关键点、2D/3D边界框以及完整的6自由度(6-DoF)位姿。数据被划分为三个标准子集——训练集20,000张、验证集2,000张、测试集2,000张,确保评估协议的一致性。数据集采用COCO兼容格式组织,包含相机内参和定义航天器本体坐标系中所有语义地标的3D关键点模板。该资源面向三个核心计算机视觉任务:目标检测、关键点定位和位姿估计,为空间应用中的算法开发与比较提供统一平台。

数据结构

数据实例

数据集遵循COCO兼容格式。一个典型的数据实例包含以下字段:

  • 图像: 包含航天器的RGB图像。
  • 标注:
    • bbox:2D目标边界框(YOLO归一化格式)。
    • bbox_3d:3D边界框标注,包括3D中心、尺寸、偏航角、深度、投影2D中心和投影2D顶点。
    • keypoints_2d:2D语义关键点坐标。
    • camera_quaternion:真值相机姿态(单位四元数)。
    • camera_translation:真值相机平移(米)。
  • 元数据:
    • camera_intrinsics:相机内参矩阵。
    • keypoint_template_3d:航天器本体坐标系中所有语义关键点的3D模板。

数据划分

划分名称 图像数量
训练集 20,000
验证集 2,000
测试集 2,000

支持的任务

SDKP数据集专为多任务航天器视觉感知设计,支持以下计算机视觉任务:

  1. 2D/3D目标检测: 利用2D和3D边界框标注在RGB图像中检测航天器,实现目标定位与空间感知。

  2. 2D语义关键点检测: 预测航天器上预定义语义关键点的图像坐标,建立图像观测与航天器结构之间的显式对应关系。

  3. 单目6自由度位姿估计: 利用提供的真值位姿标注,从单张RGB图像估计航天器相对于相机的六自由度位姿。

标注文件更新

更新通知:
SDKP数据集的初始版本在annotation_train.jsonannotation_val.jsonannotation_test.json文件中未包含3D边界框(bbox_3d)标注

为解决此问题,已在**Correction文件夹中上传了修正后的标注文件。这些更新的JSON文件包含了完整的3D边界框(bbox_3d)标注**,而所有其他标注字段和图像内容保持不变。

建议用户在涉及SDKP数据集的所有未来实验中,使用**Correction**文件夹中的修正标注文件。

搜集汇总
数据集介绍
Spacecraft_Detection_Keypoint_and_Pose_Dataset 数据集图片
构建方式
在空间态势感知与在轨服务任务中,单目视觉下的航天器感知能力至关重要。SDKP数据集的构建依托高保真仿真环境与精细化三维模型,系统性地生成24,000幅高质量RGB图像,并为每幅图像提供多层级真值标注。标注内容涵盖二维语义关键点、二维与三维边界框以及完整的六自由度位姿信息。数据按照标准化协议划分为训练集20,000幅、验证集2,000幅与测试集2,000幅,并采用COCO兼容格式组织,同时附带相机内参矩阵与航天器本体坐标系下的三维关键点模板,确保数据的一致性与可复现性。
使用方法
研究者可依据标准划分加载训练、验证与测试子集,并优先采用修正文件夹中更新后的标注文件开展实验。数据以COCO格式组织,可直接接入常用的目标检测、关键点检测与位姿估计框架。针对二维与三维检测任务,可利用边界框标注进行定位与空间感知;针对关键点检测,可借助二维语义关键点建立图像与航天器结构的显式对应;针对单目六自由度位姿估计,可结合相机内参、三维关键点模板与位姿真值进行模型训练与评估。该数据集为空间borne应用中的多任务算法对比提供了统一平台。
背景与挑战
背景概述
随着空间探测与在轨服务技术的迅猛发展,航天器视觉感知在自主交会对接、空间态势感知与碎片清除等任务中占据核心地位。SDKP数据集于近年发布,旨在为单目条件下的航天器感知提供统一基准。该数据集包含24,000张高质量RGB图像,配有二维语义关键点、二维/三维边界框以及完整六自由度位姿标注,按20,000/2,000/2,000划分训练、验证与测试集。其COCO兼容格式及相机内参、三维关键点模板的提供,使目标检测、关键点定位与位姿估计三类任务得以在同一平台上公平比较,对航天器视觉感知算法的标准化评估产生了积极影响。
当前挑战
航天器视觉感知面临诸多挑战。空间成像条件复杂,光照剧变、背景暗弱且目标纹理稀疏,导致单目位姿估计的尺度模糊与关键点定位精度受限。同时,三维边界框与六自由度位姿的联合标注对仿真渲染与真实数据配准提出严苛要求,需解决模型与真实观测的域差异及标注一致性问题。SDKP的构建过程亦面临航天器结构对称性带来的关键点语义歧义,以及多任务标签在COCO格式下的统一表示与校验难题。如何在这些条件下保持检测、关键点与位姿的高精度与鲁棒性,仍是该数据集所推动的核心挑战。
常用场景
经典使用场景
在空间态势感知与在轨服务任务中,对非合作航天器的精确感知是自主交会对接、近距离操作与碎片清除的前提。SDKP数据集以单目RGB图像为输入,提供2D语义关键点、2D/3D边界框及完整6-DoF位姿标注,构成多任务统一基准。其经典使用场景在于:以20,000张训练图像驱动检测、关键点定位与位姿回归模型,借助2,000张验证与2,000张测试图像进行标准化评估,从而系统比较不同算法在统一协议下的空间目标感知性能。
解决学术问题
该数据集直击空间视觉感知研究中长期存在的标注稀缺与评测割裂问题。以往航天器位姿估计多依赖合成数据或少量真实图像,缺乏同时涵盖检测、关键点与6-DoF位姿的大规模基准,导致算法泛化性难以横向比较。SDKP以24,000张图像及COCO兼容格式,提供相机内参、3D关键点模板与真值位姿,使单目6-DoF估计、2D/3D检测与语义关键点定位可在同一平台训练与测试,显著提升了研究的可复现性与算法可比性,为空间目标感知建立了可扩展的评测范式。
实际应用
在工程实践中,SDKP数据集支撑自主在轨服务与空间机器人操作的核心感知模块开发。基于该数据训练的关键点检测与位姿估计网络,可部署于服务星或机械臂视觉系统,用于对目标航天器进行相对导航、抓取点定位与避碰决策;其2D/3D检测能力亦可服务于空间碎片编目、非合作目标监视与碰撞预警。统一的标注体系与相机模型使算法易于迁移至地面模拟平台与在轨验证任务,为空间自主操作提供可落地的视觉感知基础。
数据集最近研究
最新研究方向
在空间态势感知与在轨服务需求激增的背景下,SDKP数据集的前沿研究聚焦于单目6-DoF位姿估计与多任务联合感知。当前工作利用其2D语义关键点与3D关键点模板的显式对应关系,探索基于几何约束的端到端位姿回归网络,并借助2D/3D边界框的联合监督提升空间目标检测的鲁棒性。非合作航天器姿态估计挑战赛等热点事件进一步推动该数据集成为基准,其标准化划分与COCO兼容格式促进了算法可复现性。该数据集对自主交会对接、空间碎片清除等任务具有重要支撑意义,为空间机器视觉提供了关键评测平台。
以上内容由遇见数据集搜集并总结生成
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