Planificación de Trayectorias Consciente de la Estética para Cinematografía Aérea de UAV en Múltiples Regiones de Interés
Autores: He, Zijun; Liu, Yuchen; Ji, Zheng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Planificación de Trayectorias Consciente de la Estética para Cinematografía Aérea de UAV en Múltiples Regiones de Interés
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Uav
Cinematografía aérea
Planificación de trayectorias
Multi-roi
Consciente de la estética
Autónomo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La cinematografía aérea con UAV se ha vuelto cada vez más importante en la producción cinematográfica, la topografía y las aplicaciones de ciudades inteligentes debido a su eficiencia y potencial creativo. Sin embargo, los flujos de trabajo de filmación con UAV existentes aún dependen en gran medida de la operación manual y las habilidades de pilotaje profesional, lo que resulta en un diseño de misión complejo, una autonomía de planificación limitada y una calidad visual inconsistente. Para abordar estos desafíos, este documento propone un marco unificado de planificación de trayectorias consciente de la estética para la cinematografía aérea con UAV en múltiples regiones de interés (multi-ROI) que genera automáticamente rutas de vuelo seguras, eficientes y visualmente coherentes a partir de ROIs especificados por el usuario. El marco propuesto consta de tres componentes principales. Primero, para cada ROI, se muestrean puntos de vista candidatos utilizando una trayectoria en espiral, y se aplica una red de evaluación estética basada en aprendizaje para seleccionar los puntos de vista visualmente óptimos para la generación de trayectorias locales. En segundo lugar, se generan trayectorias de transición entre ROIs utilizando un planificador de Árbol Aleatorio Bidireccional Rápido con Sesgo de Objetivo (Goal-biased BiRRT*) y se evalúan a través de una función de costo multiobjetivo para determinar los caminos de transición más adecuados. En tercer lugar, la conexión global de múltiples ROIs se formula como un Problema del Viajante de Comercio en Conjunto (STSP) para obtener una secuencia de visita eficiente. Al integrar la evaluación estética basada en aprendizaje con la planificación jerárquica de trayectorias y la organización coordinada de rutas multi-ROI, el marco propuesto considera conjuntamente la viabilidad del vuelo, la eficiencia de planificación, la calidad de la composición visual y la continuidad de la trayectoria dentro de un pipeline de planificación unificado. Los resultados experimentales demuestran que el método propuesto genera trayectorias aéreas más visualmente atractivas y coherentes que los enfoques tradicionales manuales o basados en reglas, al tiempo que reduce significativamente la complejidad operativa. El sistema propuesto proporciona una solución efectiva para la cinematografía aérea autónoma con UAV, con una mejor consistencia global, rendimiento estético y capacidad de planificación práctica en entornos complejos.
Descripción
La cinematografía aérea con UAV se ha vuelto cada vez más importante en la producción cinematográfica, la topografía y las aplicaciones de ciudades inteligentes debido a su eficiencia y potencial creativo. Sin embargo, los flujos de trabajo de filmación con UAV existentes aún dependen en gran medida de la operación manual y las habilidades de pilotaje profesional, lo que resulta en un diseño de misión complejo, una autonomía de planificación limitada y una calidad visual inconsistente. Para abordar estos desafíos, este documento propone un marco unificado de planificación de trayectorias consciente de la estética para la cinematografía aérea con UAV en múltiples regiones de interés (multi-ROI) que genera automáticamente rutas de vuelo seguras, eficientes y visualmente coherentes a partir de ROIs especificados por el usuario. El marco propuesto consta de tres componentes principales. Primero, para cada ROI, se muestrean puntos de vista candidatos utilizando una trayectoria en espiral, y se aplica una red de evaluación estética basada en aprendizaje para seleccionar los puntos de vista visualmente óptimos para la generación de trayectorias locales. En segundo lugar, se generan trayectorias de transición entre ROIs utilizando un planificador de Árbol Aleatorio Bidireccional Rápido con Sesgo de Objetivo (Goal-biased BiRRT*) y se evalúan a través de una función de costo multiobjetivo para determinar los caminos de transición más adecuados. En tercer lugar, la conexión global de múltiples ROIs se formula como un Problema del Viajante de Comercio en Conjunto (STSP) para obtener una secuencia de visita eficiente. Al integrar la evaluación estética basada en aprendizaje con la planificación jerárquica de trayectorias y la organización coordinada de rutas multi-ROI, el marco propuesto considera conjuntamente la viabilidad del vuelo, la eficiencia de planificación, la calidad de la composición visual y la continuidad de la trayectoria dentro de un pipeline de planificación unificado. Los resultados experimentales demuestran que el método propuesto genera trayectorias aéreas más visualmente atractivas y coherentes que los enfoques tradicionales manuales o basados en reglas, al tiempo que reduce significativamente la complejidad operativa. El sistema propuesto proporciona una solución efectiva para la cinematografía aérea autónoma con UAV, con una mejor consistencia global, rendimiento estético y capacidad de planificación práctica en entornos complejos.