Seguimiento Aéreo en Bucle Cerrado con Coordinación Dinámica de Detección y Seguimiento
Autores: Wang, Yang; Huang, Heqing; He, Jiahao; Han, Dongting; Zhao, Zhiwei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Seguimiento Aéreo en Bucle Cerrado con Coordinación Dinámica de Detección y Seguimiento
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Seguimiento aéreo
Vehículo aéreo no tripulado
Marco de bucle cerrado
Detección adaptativa
Modelado de movimiento
Toma de decisiones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El seguimiento aéreo es un servicio importante para muchas aplicaciones de Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT). Los trabajos existentes no han logrado proporcionar soluciones robustas al manejar la desaparición de objetivos, cambios en el punto de vista y desviaciones en el seguimiento en escenarios prácticos con recursos limitados de VANT. En este artículo, proponemos un marco de bucle cerrado que integra tres componentes clave: (1) una detección adaptativa ligera con extracción de características a múltiples escalas, (2) modelado de movimiento espaciotemporal a través de predicción de trayectoria basada en filtros de Kalman, y (3) toma de decisiones autónoma mediante puntuación compuesta de confianza en la detección, similitud de apariencia y consistencia de movimiento. Al implementar una coordinación dinámica de detección-seguimiento con preservación de características consciente de la calidad, nuestro sistema permite la operación en tiempo real a través de modulación de frecuencia adaptativa al rendimiento. Evaluado en los benchmarks VOT-ST2019 y OTB100, el método propuesto muestra mejoras significativas sobre los rastreadores base, logrando un aumento del 27.94% en el Solapamiento Promedio Esperado (EAO) y una reducción del 10.39% en las tasas de fallo, mientras mantiene una tasa de cuadros de 23-95 FPS en hardware de borde. El marco logra una rápida reacquisición de objetivos durante escenarios prolongados de oclusión a través de protocolos optimizados, superando a los métodos convencionales en tareas sostenidas de vigilancia aérea.
Descripción
El seguimiento aéreo es un servicio importante para muchas aplicaciones de Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT). Los trabajos existentes no han logrado proporcionar soluciones robustas al manejar la desaparición de objetivos, cambios en el punto de vista y desviaciones en el seguimiento en escenarios prácticos con recursos limitados de VANT. En este artículo, proponemos un marco de bucle cerrado que integra tres componentes clave: (1) una detección adaptativa ligera con extracción de características a múltiples escalas, (2) modelado de movimiento espaciotemporal a través de predicción de trayectoria basada en filtros de Kalman, y (3) toma de decisiones autónoma mediante puntuación compuesta de confianza en la detección, similitud de apariencia y consistencia de movimiento. Al implementar una coordinación dinámica de detección-seguimiento con preservación de características consciente de la calidad, nuestro sistema permite la operación en tiempo real a través de modulación de frecuencia adaptativa al rendimiento. Evaluado en los benchmarks VOT-ST2019 y OTB100, el método propuesto muestra mejoras significativas sobre los rastreadores base, logrando un aumento del 27.94% en el Solapamiento Promedio Esperado (EAO) y una reducción del 10.39% en las tasas de fallo, mientras mantiene una tasa de cuadros de 23-95 FPS en hardware de borde. El marco logra una rápida reacquisición de objetivos durante escenarios prolongados de oclusión a través de protocolos optimizados, superando a los métodos convencionales en tareas sostenidas de vigilancia aérea.