Real-time 3D Pose Estimation Using Photogrammetry and Laser Based Geometrical Target Tracking for Autonomous Operation in Space

In this paper, we show that a 3D laser scanner tracking system can be efficiently used in a projective mode similar to photogrammetry-based methods. The best of both laser ranging and photogrammetry can be combined to increase the accuracy and reliability of a 6 DOF pose estimation/tracking system. Geometrical tracking and object pose evaluation using the laser scanner projective coordinate system becomes equivalent to a video camera/photogrammetry based approach with the added feature of measuring the focus distance of the image point and being able to track geometrical features as well as targets. Tracking and ranging from either the laser scanner XYZ coordinates or the photogrammetry projective model can be used.Dans le pr\ue9sent travail, nous montrons qu'un syst\ue8me de poursuite \ue0 scanner laser 3D peut \ueatre utilis\ue9 avec efficacit\ue9 dans un mode projectif semblable aux m\ue9thodes bas\ue9es sur la photogramm\ue9trie. Les meilleurs \ue9l\ue9ments de la t\ue9l\ue9m\ue9trie laser et de la photogramm\ue9trie peuvent \ueatre combin\ue9s pour augmenter la pr\ue9cision et la fiabilit\ue9 d'un syst\ue8me d'estimation de la pose/de poursuite \ue0 6 degr\ue9s de libert\ue9. La poursuite g\ue9om\ue9trique et l'estimation de la pose d'un objet faisant appel au syst\ue8me de coordonn\ue9es projectives \ue0 scanner laser deviennent l'\ue9quivalent d'une m\ue9thode bas\ue9e sur cam\ue9ra vid\ue9o/photogramm\ue9trie avec comme caract\ue9ristique additionnelle la capacit\ue9 de mesurer la distance focale du point-image et de poursuivre des caract\ue9ristiques g\ue9om\ue9triques ainsi que des cibles. On peut utiliser la poursuite et la t\ue9l\ue9m\ue9trie soit \ue0 partir des coordonn\ue9es XYZ du scanner laser, soit \ue0 partir du mod\ue8le projectif de la photogramm\ue9trie.NRC publication: Ye