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Vision-based localization for on-orbit servicing of a partially cooperative satellite

Oumer, Nassir und Panin, Giorgio und Mühlbauer, Quirin und Tseneklidou, Anastasia (2015) Vision-based localization for on-orbit servicing of a partially cooperative satellite. Acta Astronautica, 117, Seiten 19-37. Elsevier. doi: 10.1016/j.actaastro.2015.07.025. ISSN 0094-5765.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
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Offizielle URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0094576515003069

Kurzfassung

This paper proposes ground-in-the-loop, model-based visual localization system based on transmitted images to ground, to aid rendezvous and docking maneuvers between a servicer and a target satellite. In particular, we assume to deal with a partially cooperative target, i.e. passive and without fiducial markers, but supposed at least to keep a controlled attitude, up to small fluctuations, so that the approach mainly involves translational motion. For the purpose of localization, video cameras provide an effective and relatively inexpensive solution, working at a wide range of distances with an increasing accuracy and robustness during the approach. However, illumination conditions in space are especially challenging, due to the direct sunlight exposure and to the glossy surface of a satellite, that creates strong reflections and saturations and therefore a high level of background clutter and missing detections. We employ a monocular camera for mid-range tracking View the MathML source(20–5m) and stereo camera at close-range View the MathML source(5–0.5m), with the respective detection and tracking methods, both using intensity edges and robustly dealing with the above issues. Our tracking system has been extensively verified at the facility of the European Proximity Operations Simulator (EPOS) of DLR, which is a very realistic ground simulation able to reproduce sunlight conditions through a high power floodlight source, satellite surface properties using multilayer insulation foils, as well as orbital motion trajectories with ground-truth data, by means of two 6 DOF industrial robots. Results from this large dataset show the effectiveness and robustness of our method against the above difficulties.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/100662/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Vision-based localization for on-orbit servicing of a partially cooperative satellite
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Oumer, NassirNassir.Oumer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Panin, Giorgiogiorgio.panin (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mühlbauer, Quirinquirin.muehlbauer (at) ohb.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tseneklidou, Anastasiatsenekli (at) in.tum.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Dezember 2015
Erschienen in:Acta Astronautica
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:117
DOI:10.1016/j.actaastro.2015.07.025
Seitenbereich:Seiten 19-37
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Chern, Rock Jeng-ShingNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bonnal, ChristopheNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Graziani, FilippoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kumar, Krishna D.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Qiu, JiawenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jie, ChenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:Elsevier Acta Astronautica
ISSN:0094-5765
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Satellite servicing; Rendezvous and capture; Camera-based motion estimation
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Multisensorielle Weltmodellierung (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Perzeption und Kognition
Hinterlegt von: Oumer, Nassir
Hinterlegt am:08 Dez 2015 20:41
Letzte Änderung:28 Nov 2023 08:45

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