LF-SSM: Modelo de Espacio de Estados Ligero Libre de HiPPO para Seguimiento de UAV en Tiempo Real
Autores: Wang, Tianyu; Xu, Xinghua; Qiu, Shaohua; Sheng, Changchong; Wang, Di; Tian, Hui; Yu, Jiawei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
LF-SSM: Modelo de Espacio de Estados Ligero Libre de HiPPO para Seguimiento de UAV en Tiempo Real
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Seguimiento de objetos visuales
Vehículos aéreos no tripulados
Modelos de espacio de estados
Marco HiPPO
LF-SSM
Implementación en tiempo real
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El seguimiento visual de objetos desde vehículos aéreos no tripulados (UAV) exige tanto alta precisión como eficiencia computacional para su implementación en tiempo real en plataformas con recursos limitados. Si bien los modelos de espacio de estados (SSM) ofrecen una complejidad computacional lineal, los métodos existentes enfrentan desafíos críticos de implementación. Se basan en el marco HiPPO con procedimientos de discretización complejos y emplean algoritmos conscientes del hardware optimizados para GPUs de alto rendimiento, lo que introduce sobrecarga de implementación y es difícil de transferir a plataformas de borde. Además, sus bases polinómicas fijas pueden causar pérdida de información para el seguimiento de características con estructuras geométricas complejas. Proponemos LF-SSM, un modelo de espacio de estados ligero y libre de HiPPO (Operadores de Proyección Polinómica de Alto Orden) que reformula la evolución del estado en variedades riemannianas. La contribución principal es el Módulo de Estado Geodésico (GSM), que realiza actualizaciones de estado a través de proyección en el espacio tangente y mapeo exponencial en la esfera unitaria. Este diseño elimina la discretización compleja y los núcleos de hardware especializados, al tiempo que proporciona sistemas de coordenadas locales adaptativos. Experimentos extensivos en bancos de pruebas de UAV demuestran que LF-SSM logra un rendimiento de vanguardia mientras se ejecuta a 69 fotogramas por segundo (FPS) con solo 18.5 M de parámetros, demostrando una eficiencia superior para la implementación en tiempo real en el borde.
Descripción
El seguimiento visual de objetos desde vehículos aéreos no tripulados (UAV) exige tanto alta precisión como eficiencia computacional para su implementación en tiempo real en plataformas con recursos limitados. Si bien los modelos de espacio de estados (SSM) ofrecen una complejidad computacional lineal, los métodos existentes enfrentan desafíos críticos de implementación. Se basan en el marco HiPPO con procedimientos de discretización complejos y emplean algoritmos conscientes del hardware optimizados para GPUs de alto rendimiento, lo que introduce sobrecarga de implementación y es difícil de transferir a plataformas de borde. Además, sus bases polinómicas fijas pueden causar pérdida de información para el seguimiento de características con estructuras geométricas complejas. Proponemos LF-SSM, un modelo de espacio de estados ligero y libre de HiPPO (Operadores de Proyección Polinómica de Alto Orden) que reformula la evolución del estado en variedades riemannianas. La contribución principal es el Módulo de Estado Geodésico (GSM), que realiza actualizaciones de estado a través de proyección en el espacio tangente y mapeo exponencial en la esfera unitaria. Este diseño elimina la discretización compleja y los núcleos de hardware especializados, al tiempo que proporciona sistemas de coordenadas locales adaptativos. Experimentos extensivos en bancos de pruebas de UAV demuestran que LF-SSM logra un rendimiento de vanguardia mientras se ejecuta a 69 fotogramas por segundo (FPS) con solo 18.5 M de parámetros, demostrando una eficiencia superior para la implementación en tiempo real en el borde.