Der prognostizierte Zuwachs von Weltraummüll stellt eine zunehmende Problematik für die Raumfahrt dar. Daher wurden in den letzten Jahren verstärkt Untersuchungen im Bereich des On-Orbit Sevicings unternommen. Dabei besteht ein wesentlicher Teil der Mission in der kontrollierten Annäherung an ein Zielobjekt. Zur Unterstützung von Regelungsalgorithmen oder menschlichen Teleoperatoren ist es hilfreich, Lage und Form des Objekts zu ermitteln, digital zu erfassen und letztendlich das Objekt dreidimensional zu rekonstruieren. Für die 3D-Rekonstruktion von unbekannten, unkooperativen Objekten stehen eine Vielzahl an Tracking- und Mappingalgorithmen zur freien Verfügung. Aufgabe einer vorhergehenden Arbeit war es ein flexibles Softwareframework zu entwickeln, welches erlaubt verschiedene Tracking- und Mappingalgorithmen zu erproben. Es konnte in Erfahrung gebracht werden, dass nicht nur die verwendeten Algorithmen, sondern auch die vorherrschenden Umgebungsfaktoren eine Auswirkung auf die Rekonstruktionsgüte. Um die Auswirkung der Umgebungsfaktoren, auch Einflussfaktoren genannt, auf die Rekonstruktionsgüte zu quantifizieren wurde in dieser Arbeit eine modular aufgebaute Metrik entwickelt. Da die Annahme besteht, dass der größte Fehler bei der 3D-Rekonstruktion durch eine fehlerhafte Trajektorie entsteht, bewertet die Metrik nur die durch den Trackingalgorithmus geschätzte Trajektorie. Um Einflussfaktoren untereinander Vergleichen zu können und die Metrik zu validieren wurden umfangreiche Versuchsreihen am RACOON-Lab der TU München und der EPOS-Anlage des DLR durchgeführt. Dabei wurden für die Versuchsreihen nur Inspektionsszenarien betrachtet. Im RACOON-Lab war es nicht möglich eine vollständige Referenztrajektorie zu erhalten. Daher greift die Metrik auf Circlefit-Algorithmen zurück, um eine Aussage über die Qualität der geschätzten Trajektorie ohne Referenztrajektorie zu erlauben. Ein weiteres Augenmerk dieser Arbeit ist eine umfangreiche Beschreibung des RACOON-Labs und der EPOS-Anlage. Abschließend werden beiden HIL-Anlagen miteinander verglichen, um Teilnehmern von zukünftigen Kooperationsprojekten eine Wissensgrundlage über beide Anlagen und ihre Fähigkeiten zur Verfügung zu stellen.     «

Der prognostizierte Zuwachs von Weltraummüll stellt eine zunehmende Problematik für die Raumfahrt dar. Daher wurden in den letzten Jahren verstärkt Untersuchungen im Bereich des On-Orbit Sevicings unternommen. Dabei besteht ein wesentlicher Teil der Mission in der kontrollierten Annäherung an ein Zielobjekt. Zur Unterstützung von Regelungsalgorithmen oder menschlichen Teleoperatoren ist es hilfreich, Lage und Form des Objekts zu ermitteln, digital zu erfassen und letztendlich das Objekt dreidime...     »

The prognosticated increase in space debris poses a major issue for the future of space flight. Therefore, research in the field of on-orbit servicing has intensified over the last years. The controlled approach to a target object depicts a major part of these missions. To support the control algorithms or human teleoperators in such a task, it can be helpful to record the pose and the geometry of the object digitally, to reconstruct it three-dimensionally. For the 3D-reconstruction of unknown, uncooperative objects, a vast number of tracking and mapping algorithms is freely available. The development of a flexible softwareframework, which allows to test various tracking and mapping algorithms, was already established in a previous. It was determined that not only the algorithms, but also the prevalent surrounding factors have an effect on the reconstruction quality. To quantify the effect of such surrounding factors, also called influence factors, a module based metric was developed in the course of this work. It is assumed that a flawed trajectory is the most detrimental influence to the 3D-reconstruction quality. Therefore, the metric only assesses the trajectory estimated by the tracking algorithm. In order to validate the metric and compare the different influence factors among each other, comprehensive test series were conducted at the RACOON-Lab of the TU Munich and the EPOS-system of the DLR. At the RACOON-Lab, the generation of a complete ground truth trajectory could not be realized so far. Therefore, the metric relies on circle fit algorithms to evaluate the quality of the estimated trajectory, even without a ground truth trajectory. Special attention is paid to the comprehensive description of the RACOON-Lab and the EPOS-system. Finally, both HIL-Systems were compared with one each other, to offer participants of future cooperation projects between the DLR and the TUM a general knowledge about the abilities of the systems.     «

The prognosticated increase in space debris poses a major issue for the future of space flight. Therefore, research in the field of on-orbit servicing has intensified over the last years. The controlled approach to a target object depicts a major part of these missions. To support the control algorithms or human teleoperators in such a task, it can be helpful to record the pose and the geometry of the object digitally, to reconstruct it three-dimensionally. For the 3D-reconstruction of unknown...     »