Modelo de Identificación Rápida de Vórtices de Estela de Aeronaves Basado en Redes de Reconocimiento de Objetos de Imágenes Optimizadas
Autores: Deng, Leilei; Pan, Weijun; Luan, Tian; Zhang, Chen; Leng, Yuanfei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Modelo de Identificación Rápida de Vórtices de Estela de Aeronaves Basado en Redes de Reconocimiento de Objetos de Imágenes Optimizadas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Vórtices de estela
Seguridad aeroportuaria
Control de tráfico aéreo
Datos LiDAR
Red IRSN-WAKE
Extracción de características
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
Los vórtices de estela generados por las aeronaves durante las operaciones cerca del suelo tienen un impacto significativo en la seguridad aeroportuaria durante los despegues y aterrizajes. Identificar los vórtices de estela en espacios aéreos complejos ayuda a los controladores de tráfico aéreo a tomar decisiones informadas, asegurando la seguridad de las operaciones aéreas en los aeropuertos y mejorando el nivel de inteligencia del control de tráfico aéreo. A diferencia del reconocimiento de imágenes tradicional, identificar los vórtices de estela utilizando datos de LiDAR a bordo exige un nivel más alto de precisión. Este estudio propone la red IRSN-WAKE optimizando la red Inception-ResNet-v2. Para mejorar la capacidad de representación de características del modelo, introducimos el módulo SE en la red Inception-ResNet-v2, que pondera adaptativamente los canales de características para mejorar el enfoque de la red en características clave. Además, diseñamos e incorporamos un módulo de supresión de ruido para mitigar el ruido y mejorar la robustez de la extracción de características. Los experimentos de ablación demuestran que la introducción del módulo de supresión de ruido y el módulo SE mejora significativamente el rendimiento de la red IRSN-WAKE en tareas de identificación de vórtices de estela, logrando una tasa de precisión del 98.60%. Los resultados experimentales comparativos indican que la red IRSN-WAKE tiene una mayor precisión de reconocimiento y robustez en comparación con redes de reconocimiento comunes, logrando una identificación de vórtices de estela de aeronaves de alta precisión y proporcionando soporte técnico para la operación segura de los vuelos.
Descripción
Los vórtices de estela generados por las aeronaves durante las operaciones cerca del suelo tienen un impacto significativo en la seguridad aeroportuaria durante los despegues y aterrizajes. Identificar los vórtices de estela en espacios aéreos complejos ayuda a los controladores de tráfico aéreo a tomar decisiones informadas, asegurando la seguridad de las operaciones aéreas en los aeropuertos y mejorando el nivel de inteligencia del control de tráfico aéreo. A diferencia del reconocimiento de imágenes tradicional, identificar los vórtices de estela utilizando datos de LiDAR a bordo exige un nivel más alto de precisión. Este estudio propone la red IRSN-WAKE optimizando la red Inception-ResNet-v2. Para mejorar la capacidad de representación de características del modelo, introducimos el módulo SE en la red Inception-ResNet-v2, que pondera adaptativamente los canales de características para mejorar el enfoque de la red en características clave. Además, diseñamos e incorporamos un módulo de supresión de ruido para mitigar el ruido y mejorar la robustez de la extracción de características. Los experimentos de ablación demuestran que la introducción del módulo de supresión de ruido y el módulo SE mejora significativamente el rendimiento de la red IRSN-WAKE en tareas de identificación de vórtices de estela, logrando una tasa de precisión del 98.60%. Los resultados experimentales comparativos indican que la red IRSN-WAKE tiene una mayor precisión de reconocimiento y robustez en comparación con redes de reconocimiento comunes, logrando una identificación de vórtices de estela de aeronaves de alta precisión y proporcionando soporte técnico para la operación segura de los vuelos.