Comparando la precisión de la navegación de sUAS, la co-registro de imágenes y la detección de daños basada en CNN entre la imagen tradicional y la imagen de estación repetida
Autores: Loerch, Andrew C.; Stow, Douglas A.; Coulter, Lloyd L.; Nara, Atsushi; Frew, James
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Comparando la precisión de la navegación de sUAS, la co-registro de imágenes y la detección de daños basada en CNN entre la imagen tradicional y la imagen de estación repetida
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Imágenes de ultra-alta resolución espacial
Pequeños sistemas aéreos no tripulados
Imágenes de estaciones repetidoras
Mask R-CNN
Características de infraestructura
Detección de daños
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
La aplicación de imágenes de ultra-alta resolución espacial de pequeños sistemas aéreos no tripulados (sUAS) puede proporcionar información valiosa sobre el estado de la infraestructura construida tras desastres naturales. Este estudio emplea tres métodos para mejorar el valor de las imágenes de sUAS: (1) repetir la ubicación de las estaciones de imagen a lo largo del tiempo utilizando un enfoque de imagen bi-temporal llamado imagen de estación repetida (RSI) (comparado aquí con la imagen tradicional (no RSI)), (2) co-registro de pares de imágenes bi-temporales, y (3) detección de daños utilizando Mask R-CNN, un algoritmo de red neuronal convolucional (CNN) aplicado a pares de imágenes co-registradas. Las características de la infraestructura incluyeron carreteras, edificios y puentes, con grietas simuladas que representan daños. Se evaluaron las precisiones de la navegación de la plataforma y la ubicación de la estación de cámara, el co-registro de imágenes y la detección de daños resultante de Mask R-CNN para pares de imágenes, derivadas con adquisición RSI y no RSI. En todos los casos, el enfoque RSI produjo las mayores precisiones, con una precisión de navegación de sUAS repetida dentro de 0.16 m de error absoluto medio (MAE) horizontal y vertical, una precisión de co-registro de imágenes de 2.2 píxeles MAE, y una precisión de detección de daños del 83.7% de media de intersección sobre unión.
Descripción
La aplicación de imágenes de ultra-alta resolución espacial de pequeños sistemas aéreos no tripulados (sUAS) puede proporcionar información valiosa sobre el estado de la infraestructura construida tras desastres naturales. Este estudio emplea tres métodos para mejorar el valor de las imágenes de sUAS: (1) repetir la ubicación de las estaciones de imagen a lo largo del tiempo utilizando un enfoque de imagen bi-temporal llamado imagen de estación repetida (RSI) (comparado aquí con la imagen tradicional (no RSI)), (2) co-registro de pares de imágenes bi-temporales, y (3) detección de daños utilizando Mask R-CNN, un algoritmo de red neuronal convolucional (CNN) aplicado a pares de imágenes co-registradas. Las características de la infraestructura incluyeron carreteras, edificios y puentes, con grietas simuladas que representan daños. Se evaluaron las precisiones de la navegación de la plataforma y la ubicación de la estación de cámara, el co-registro de imágenes y la detección de daños resultante de Mask R-CNN para pares de imágenes, derivadas con adquisición RSI y no RSI. En todos los casos, el enfoque RSI produjo las mayores precisiones, con una precisión de navegación de sUAS repetida dentro de 0.16 m de error absoluto medio (MAE) horizontal y vertical, una precisión de co-registro de imágenes de 2.2 píxeles MAE, y una precisión de detección de daños del 83.7% de media de intersección sobre unión.