Evitación de obstáculos de nano-drones de extremo a extremo para exploración en interiores
Autores: Zhang, Ning; Nex, Francesco; Vosselman, George; Kerle, Norman
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Evitación de obstáculos de nano-drones de extremo a extremo para exploración en interiores
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Autónomos
Drones
Visión por computadora
Del tamaño de un nano
Evitación de obstáculos
CNN
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La navegación autónoma de drones utilizando visión por computadora ha logrado un rendimiento prometedor. Los drones de tamaño nano basados en plataformas de computación en la nube son ligeros, flexibles y económicos; por lo tanto, son adecuados para explorar espacios reducidos. Sin embargo, debido a su poder de computación y almacenamiento extremadamente limitados, los algoritmos de visión diseñados para plataformas GPU de alto rendimiento no pueden ser utilizados en nano-drones. Para abordar este problema, este artículo presenta una red de estimación de profundidad CNN ligera desplegada en nano-drones para la evitación de obstáculos. Inspirado en la destilación de conocimiento (KD), se propone un Transformador de Destilación Consciente del Canal (CADiT) para facilitar que la red pequeña aprenda conocimiento de una red más grande. El método propuesto se valida en el conjunto de datos KITTI y se prueba en un nano-drone Crazyflie con un microprocesador de ultra-bajo consumo GAP8. Este artículo también implementa un canal de comunicación para que las imágenes recopiladas puedan ser transmitidas a una laptop a través del módulo Wi-Fi a bordo en tiempo real, lo que permite una reconstrucción offline del entorno.
Descripción
La navegación autónoma de drones utilizando visión por computadora ha logrado un rendimiento prometedor. Los drones de tamaño nano basados en plataformas de computación en la nube son ligeros, flexibles y económicos; por lo tanto, son adecuados para explorar espacios reducidos. Sin embargo, debido a su poder de computación y almacenamiento extremadamente limitados, los algoritmos de visión diseñados para plataformas GPU de alto rendimiento no pueden ser utilizados en nano-drones. Para abordar este problema, este artículo presenta una red de estimación de profundidad CNN ligera desplegada en nano-drones para la evitación de obstáculos. Inspirado en la destilación de conocimiento (KD), se propone un Transformador de Destilación Consciente del Canal (CADiT) para facilitar que la red pequeña aprenda conocimiento de una red más grande. El método propuesto se valida en el conjunto de datos KITTI y se prueba en un nano-drone Crazyflie con un microprocesador de ultra-bajo consumo GAP8. Este artículo también implementa un canal de comunicación para que las imágenes recopiladas puedan ser transmitidas a una laptop a través del módulo Wi-Fi a bordo en tiempo real, lo que permite una reconstrucción offline del entorno.