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Localization-aware Trajectory Planning on SE(3) for Intravehicular Robots

Specht, Caroline und Faraci, Tommaso und Kowalski Martins, Victor und Lampariello, Roberto (2025) Localization-aware Trajectory Planning on SE(3) for Intravehicular Robots. In: 2025 International Conference on Space Robotics. International Conference on Space Robotics (iSpaRo 2025), 2025-12-01, Japan. (eingereichter Beitrag)

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Kurzfassung

Visual-based localization paradigms for autonomous robots depend on a reliable presence and detectability of landmarks in the robot's surroundings. Without this information, localization will fail, which can result in unpredictable robot behavior as it attempts to re-establish its self-awareness. Localization-aware motion planning attempts to minimize the possibility of unsuccessful feature detection by maximizing the number of features in view. In this paper, a differentiable perception-based objective function is developed to enable an efficient gradient-based optimal control approach for localization-aware optimal trajectory planning in SE(3). The differentiable metric specifically describes the density of features in view of the robot camera, based on a given feature map of the robot's working environment. The optimal control algorithm is embedded into the RRT*-GBO algorithm to provide a global search capability, thus efficiently handling local minima. Results are presented in simulation for an Astrobee robot traversing the JEM module on the ISS, using real sparse maps of the same module provided by NASA.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/216505/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Zusätzliche Informationen:Preprint conforming to IEEE requirements: This work has been submitted to the IEEE for possible publication. Copyright may be transferred without notice, after which this version may no longer be accessible.
Titel:Localization-aware Trajectory Planning on SE(3) for Intravehicular Robots
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Specht, CarolineCaroline.Specht (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6070-8620NICHT SPEZIFIZIERT
Faraci, Tommasotommaso.faraci (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kowalski Martins, Victorvictor.kowalskimartins (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lampariello, RobertoRoberto.Lampariello (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2025
Erschienen in:2025 International Conference on Space Robotics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:eingereichter Beitrag
Stichwörter:Localization-aware motion planning, RRT*-GBO, intravehicular robotics
Veranstaltungstitel:International Conference on Space Robotics (iSpaRo 2025)
Veranstaltungsort:Japan
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:1 Dezember 2025
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 - RICADOS++ [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Specht, Caroline
Hinterlegt am:16 Sep 2025 09:48
Letzte Änderung:16 Sep 2025 09:48

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