Aterrizaje de alta precisión en una plataforma en movimiento basado en la visión de drones utilizando el algoritmo YOLO
Autores: Wu, Hao; Wang, Wei; Wang, Tong; Suzuki, Satoshi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Aterrizaje de alta precisión en una plataforma en movimiento basado en la visión de drones utilizando el algoritmo YOLO
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Aterrizaje
UAVs
Navegación
Objetivos
Sistema
Control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El aterrizaje de alta precisión es un problema técnico clave que los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) encontrarán en todos los campos de aplicación, especialmente para el aterrizaje de objetivos en movimiento. Este artículo se centra en desarrollar un sistema de aterrizaje diseñado para lograr una navegación precisa en tiempo real mediante la integración del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) con los datos de visión del cuadricóptero. Para superar el desafío de que la altitud de vuelo sea demasiado alta para detectar el objetivo de aterrizaje, este artículo primero detecta objetivos de gran volumen, seguido de la identificación precisa de objetivos más pequeños, logrando una mayor precisión y velocidad de reconocimiento a través de un algoritmo mejorado YOLOv8 OBB. Para mantener la seguridad y estabilidad del VANT durante todo el proceso de aterrizaje, este artículo aplica un enfoque de control de posición utilizando un controlador de modo deslizante basado en un modelo de referencia (RMSMC). La posición del cuadricóptero se controla luego mediante el RMSMC durante todo el procedimiento de aterrizaje. El valor de referencia de cada estado es determinado por el modelo de referencia, lo que mejora la estabilidad y seguridad de todo el sistema de control de posición. Durante el experimento final, los resultados demuestran que el modelo de identificación mejorado YOLOv8 OBB aumenta el índice mAP0.5:0.95 para la detección de puntos de aterrizaje en 2.22 puntos porcentuales en comparación con el modelo original YOLOv8 OBB, funcionando a 53 FPS en Nvidia AGX. A través de múltiples vuelos reales, el sistema de aterrizaje propuesto logra consistentemente un error de posición promedio de solo 0.07 m.
Descripción
El aterrizaje de alta precisión es un problema técnico clave que los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) encontrarán en todos los campos de aplicación, especialmente para el aterrizaje de objetivos en movimiento. Este artículo se centra en desarrollar un sistema de aterrizaje diseñado para lograr una navegación precisa en tiempo real mediante la integración del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) con los datos de visión del cuadricóptero. Para superar el desafío de que la altitud de vuelo sea demasiado alta para detectar el objetivo de aterrizaje, este artículo primero detecta objetivos de gran volumen, seguido de la identificación precisa de objetivos más pequeños, logrando una mayor precisión y velocidad de reconocimiento a través de un algoritmo mejorado YOLOv8 OBB. Para mantener la seguridad y estabilidad del VANT durante todo el proceso de aterrizaje, este artículo aplica un enfoque de control de posición utilizando un controlador de modo deslizante basado en un modelo de referencia (RMSMC). La posición del cuadricóptero se controla luego mediante el RMSMC durante todo el procedimiento de aterrizaje. El valor de referencia de cada estado es determinado por el modelo de referencia, lo que mejora la estabilidad y seguridad de todo el sistema de control de posición. Durante el experimento final, los resultados demuestran que el modelo de identificación mejorado YOLOv8 OBB aumenta el índice mAP0.5:0.95 para la detección de puntos de aterrizaje en 2.22 puntos porcentuales en comparación con el modelo original YOLOv8 OBB, funcionando a 53 FPS en Nvidia AGX. A través de múltiples vuelos reales, el sistema de aterrizaje propuesto logra consistentemente un error de posición promedio de solo 0.07 m.