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LiDAR based pose tracking of an uncooperative spacecraft using the smoothed normal distribution transform

Renaut, Léo und Frei, Heike und Nüchter, Andreas (2023) LiDAR based pose tracking of an uncooperative spacecraft using the smoothed normal distribution transform. 12th International Conference on Guidance, Navigation & Control Systems (ESA GNC and ICATT 2023), 2023-06-12 - 2023-06-16, Sopot, Polen.

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Kurzfassung

Lidar sensors provide precise 3D point cloud measurements, and can be used for pose estimation of an uncooperative satellite during space rendezvous. For updating the estimated pose of a the target, iterative closest point (ICP) or one of its variants is usually applied as a tracking method. However, for dense point clouds and space hardware with reduced computing power, the execution time of ICP can become a limiting factor. Normal distribution transform (NDT) is an alternative algorithm for fine point cloud registration, which can be faster than ICP. Yet, NDT can be less robust than ICP due to the discontinuities in its cost function. This work proposes a smoothing method of the NDT map in order to mitigate this robustness problem. In addition, a strategy for correcting motion blur observed with lidar sensors when recording a tumbling target is developed. Experiments at the European Proximity Operations Simulator demonstrate the efficiency, precision and robustness of the smoothed NDT algorithm when compared to ICP, as well as the importance of motion blur correction for precise pose estimation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/196294/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:LiDAR based pose tracking of an uncooperative spacecraft using the smoothed normal distribution transform
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Renaut, LéoLeo.Renaut (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0726-299X139585284
Frei, HeikeHeike.Frei (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0836-9171NICHT SPEZIFIZIERT
Nüchter, Andreasandreas.nuechter (at) uni-wuerzburg.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2023
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Pose estimation, LiDAR, Non-cooperative Rendezvous
Veranstaltungstitel:12th International Conference on Guidance, Navigation & Control Systems (ESA GNC and ICATT 2023)
Veranstaltungsort:Sopot, Polen
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:12 Juni 2023
Veranstaltungsende:16 Juni 2023
Veranstalter :ESA
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - RICADOS++ [RO], R - Projekt ScOSA Flugexperiment
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Raumflugbetrieb und Astronautentraining > Raumflugtechnologie
Hinterlegt von: Renaut, Leo Tullio Richard
Hinterlegt am:31 Jul 2023 10:22
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:56

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