NaviLoc: Localización Visual a Nivel de Trayectoria para Navegación de UAVs sin GNSS
Autores: Shpagin, Pavel; Panchenko, Taras
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
NaviLoc: Localización Visual a Nivel de Trayectoria para Navegación de UAVs sin GNSS
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Localización visual
VPR
NaviLoc
A nivel de trayectoria
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La localización visual de aéreo a satélite permite la navegación de UAV sin GNSS, pero la diferencia de apariencia entre las imágenes de UAV a baja altitud (50-150 m) y los mosaicos satelitales en nadir hace que el Reconocimiento Visual de Lugares (VPR) por cuadro sea poco fiable. Bajo el aliasing perceptual, las coincidencias de alta similitud son a menudo geográficamente inconsistentes, por lo que el anclaje ingenuo falla. Introducimos NaviLoc, un estimador de nivel de trayectoria en tres etapas sin necesidad de entrenamiento que trata el VPR como una fuente de medición ruidosa y explota la Odometría Visual-Inercial (VIO) como un prior de movimiento relativo. La Etapa 1 (Alineación Global) estima una transformación global SE(2) maximizando un objetivo de similitud a nivel de trayectoria explícito. La Etapa 2 (Refinamiento) realiza actualizaciones de Procrustes ponderadas con ventana deslizante. La Etapa 3 (Suavizado) calcula una estimación de trayectoria MAP estrictamente convexa que fusiona desplazamientos de VIO con anclajes de VPR mientras limita los valores atípicos detectados. En un desafiante banco de pruebas de UAV a baja altitud en áreas rurales, NaviLoc alcanza un Error Medio de Localización (MLE) de 19.5 m, una reducción de 16.0x en comparación con el método de localización de última generación AnyLoc-VLAD, y 32.1x en comparación con la deriva de VIO en bruto. La inferencia de extremo a extremo se ejecuta a 9 FPS en Raspberry Pi 5, lo que permite un despliegue embebido en tiempo real.
Descripción
La localización visual de aéreo a satélite permite la navegación de UAV sin GNSS, pero la diferencia de apariencia entre las imágenes de UAV a baja altitud (50-150 m) y los mosaicos satelitales en nadir hace que el Reconocimiento Visual de Lugares (VPR) por cuadro sea poco fiable. Bajo el aliasing perceptual, las coincidencias de alta similitud son a menudo geográficamente inconsistentes, por lo que el anclaje ingenuo falla. Introducimos NaviLoc, un estimador de nivel de trayectoria en tres etapas sin necesidad de entrenamiento que trata el VPR como una fuente de medición ruidosa y explota la Odometría Visual-Inercial (VIO) como un prior de movimiento relativo. La Etapa 1 (Alineación Global) estima una transformación global SE(2) maximizando un objetivo de similitud a nivel de trayectoria explícito. La Etapa 2 (Refinamiento) realiza actualizaciones de Procrustes ponderadas con ventana deslizante. La Etapa 3 (Suavizado) calcula una estimación de trayectoria MAP estrictamente convexa que fusiona desplazamientos de VIO con anclajes de VPR mientras limita los valores atípicos detectados. En un desafiante banco de pruebas de UAV a baja altitud en áreas rurales, NaviLoc alcanza un Error Medio de Localización (MLE) de 19.5 m, una reducción de 16.0x en comparación con el método de localización de última generación AnyLoc-VLAD, y 32.1x en comparación con la deriva de VIO en bruto. La inferencia de extremo a extremo se ejecuta a 9 FPS en Raspberry Pi 5, lo que permite un despliegue embebido en tiempo real.