FIM-JFF: Algoritmos de Localización Visual de UAV Ligeros y de Grano Fino en Entornos Electromagnéticos Urbanos Complejos
Autores: Gong, Faming; Hao, Junjie; Du, Chengze; Wang, Hao; Zhao, Yanpu; Yu, Yi; Ji, Xiaofeng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
FIM-JFF: Algoritmos de Localización Visual de UAV Ligeros y de Grano Fino en Entornos Electromagnéticos Urbanos Complejos
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Algoritmo de localización de UAV
Sistema de posicionamiento global
Red ligera
Módulo de extracción de características
Precisión de localización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) son un motor clave de la economía de baja altitud, donde la localización precisa es crítica para el vuelo autónomo y la ejecución de tareas complejas. Sin embargo, los métodos convencionales del sistema de posicionamiento global (GPS) sufren de inestabilidad de señal y precisión degradada en áreas urbanas densas. Este documento propone un algoritmo de localización visual de VANT ligero y de alta precisión (FIM-JFF) adecuado para entornos electromagnéticos complejos. FIM-JFF integra características de imagen tanto superficiales como globales para aprovechar la información contextual de imágenes de satélites y VANT. Específicamente, se diseña un módulo de extracción de características locales (LFE) para capturar características invariantes a rotación, escala e iluminación. Además, se desarrolla una red ligera adaptativa al entorno (EnvNet-Lite) para extraer características semánticas globales mientras se adapta a variaciones de iluminación, textura y contraste. Finalmente, la geolocalización del VANT se determina emparejando puntos de características y sus distribuciones espaciales a través de imágenes de múltiples fuentes. Para validar el método propuesto, se construyó un conjunto de datos del mundo real UAVs-1100 en entornos electromagnéticos urbanos complejos. Los resultados experimentales demuestran que FIM-JFF logra un error de localización promedio de 4.03 m con un tiempo de procesamiento de 2.89 s, superando a los métodos más avanzados al mejorar la precisión de localización en un 14.9% mientras reduce el tiempo de procesamiento en 0.76 s.
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) son un motor clave de la economía de baja altitud, donde la localización precisa es crítica para el vuelo autónomo y la ejecución de tareas complejas. Sin embargo, los métodos convencionales del sistema de posicionamiento global (GPS) sufren de inestabilidad de señal y precisión degradada en áreas urbanas densas. Este documento propone un algoritmo de localización visual de VANT ligero y de alta precisión (FIM-JFF) adecuado para entornos electromagnéticos complejos. FIM-JFF integra características de imagen tanto superficiales como globales para aprovechar la información contextual de imágenes de satélites y VANT. Específicamente, se diseña un módulo de extracción de características locales (LFE) para capturar características invariantes a rotación, escala e iluminación. Además, se desarrolla una red ligera adaptativa al entorno (EnvNet-Lite) para extraer características semánticas globales mientras se adapta a variaciones de iluminación, textura y contraste. Finalmente, la geolocalización del VANT se determina emparejando puntos de características y sus distribuciones espaciales a través de imágenes de múltiples fuentes. Para validar el método propuesto, se construyó un conjunto de datos del mundo real UAVs-1100 en entornos electromagnéticos urbanos complejos. Los resultados experimentales demuestran que FIM-JFF logra un error de localización promedio de 4.03 m con un tiempo de procesamiento de 2.89 s, superando a los métodos más avanzados al mejorar la precisión de localización en un 14.9% mientras reduce el tiempo de procesamiento en 0.76 s.