Planificación de Trayectoria Cooperativa y Continua de Múltiples UAV para la Reconstrucción de Escenas 3D de Alta Resolución
Autores: Sui, Haigang; Zhang, Hao; Gou, Guohua; Wang, Xuanhao; Wang, Sheng; Li, Fei; Liu, Junyi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Planificación de Trayectoria Cooperativa y Continua de Múltiples UAV para la Reconstrucción de Escenas 3D de Alta Resolución
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Capturas de imágenes urbanas
Modelos en 3D
Imágenes de múltiples vistas
Planificación de trayectorias
Costos de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) se utilizan ampliamente para capturas de imágenes urbanas y la reconstrucción de modelos 3D a gran escala debido a su asequibilidad y versatilidad. Sin embargo, la mayoría del software de vuelo comercial carece de soporte para la captura adaptativa de imágenes multivista. Además, el rendimiento limitado y la capacidad de batería de un solo VANT obstaculizan la captura eficiente de imágenes de escenas a gran escala. Para abordar estos desafíos, este documento presenta un método novedoso para la planificación de trayectorias continuas de múltiples VANT con el objetivo de capturas de imágenes y reconstrucciones de una escena. Nuestra principal contribución radica en el desarrollo de un marco de planificación de rutas basado en principios de tarea y búsqueda. Dentro de este marco, inicialmente determinamos las ubicaciones óptimas de tareas para capturar imágenes al evaluar la reconstruibilidad de la escena, mejorando así la calidad general de las reconstrucciones. Además, reducimos los costos de energía de las trayectorias al asignar secuencias de tareas, caracterizadas por esquinas y longitudes mínimas, entre múltiples VANT. En última instancia, integramos consideraciones de costos de energía, seguridad y reconstruibilidad en un proceso de optimización unificado, facilitando la búsqueda de rutas óptimas para múltiples VANT. Evaluaciones empíricas demuestran la eficacia de nuestro enfoque para facilitar capturas de imágenes de escena completa de manera colaborativa por múltiples VANT, logrando bajos costos de energía mientras se obtienen reconstrucciones 3D de alta calidad.
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) se utilizan ampliamente para capturas de imágenes urbanas y la reconstrucción de modelos 3D a gran escala debido a su asequibilidad y versatilidad. Sin embargo, la mayoría del software de vuelo comercial carece de soporte para la captura adaptativa de imágenes multivista. Además, el rendimiento limitado y la capacidad de batería de un solo VANT obstaculizan la captura eficiente de imágenes de escenas a gran escala. Para abordar estos desafíos, este documento presenta un método novedoso para la planificación de trayectorias continuas de múltiples VANT con el objetivo de capturas de imágenes y reconstrucciones de una escena. Nuestra principal contribución radica en el desarrollo de un marco de planificación de rutas basado en principios de tarea y búsqueda. Dentro de este marco, inicialmente determinamos las ubicaciones óptimas de tareas para capturar imágenes al evaluar la reconstruibilidad de la escena, mejorando así la calidad general de las reconstrucciones. Además, reducimos los costos de energía de las trayectorias al asignar secuencias de tareas, caracterizadas por esquinas y longitudes mínimas, entre múltiples VANT. En última instancia, integramos consideraciones de costos de energía, seguridad y reconstruibilidad en un proceso de optimización unificado, facilitando la búsqueda de rutas óptimas para múltiples VANT. Evaluaciones empíricas demuestran la eficacia de nuestro enfoque para facilitar capturas de imágenes de escena completa de manera colaborativa por múltiples VANT, logrando bajos costos de energía mientras se obtienen reconstrucciones 3D de alta calidad.