Seguimiento dinámico de objetivos e ingreso de un pequeño UAV utilizando un sensor monocular basado en las restricciones geométricas
Autores: Wang, Zi-Hao; Chen, Wen-Jie; Qin, Kai-Yu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Seguimiento dinámico de objetivos e ingreso de un pequeño UAV utilizando un sensor monocular basado en las restricciones geométricas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Aplicaciones
UAVs
Sensores
Algoritmos
Obstáculos
Seguimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 47
Citaciones: Sin citaciones
En muchas aplicaciones de técnicas visuales aéreas para vehículos aéreos no tripulados (UAVs), sensores ligeros y algoritmos eficientes de posicionamiento visual y seguimiento son esenciales en un entorno sin GNSS. Mientras tanto, muchas tareas requieren la capacidad de reconocimiento, localización, evitación o pasar volando a través de estos obstáculos dinámicos. En este documento, se propone y verifica un método de posicionamiento de características paralelas de un solo cuadro (SPPM) para el seguimiento de objetivos dinámicos en tiempo real en un problema de ingreso para un pequeño UAV equipado con un sensor monocular ligero. La solución se destaca por la modelización sistemática de las características geométricas de los objetivos en movimiento y la introducción de algoritmos de iteración numérica para estimar el centro geométrico de los objetivos en movimiento. Las relaciones de restricción geométrica de los puntos de características del objetivo se modelan como ecuaciones no lineales para la estimación de la escala. Los experimentos muestran que el porcentaje de error cuadrático medio de seguimiento de objetivos estáticos es inferior al 1.03% y el error cuadrático medio de seguimiento de objetivos dinámicos es inferior a 7.92 cm. Se realizan experimentos exhaustivos de vuelo en interiores para mostrar la convergencia en tiempo real del algoritmo, la efectividad de la solución en la localización y seguimiento de un objetivo en movimiento, y la excelente robustez ante ruidos de medición.
Descripción
En muchas aplicaciones de técnicas visuales aéreas para vehículos aéreos no tripulados (UAVs), sensores ligeros y algoritmos eficientes de posicionamiento visual y seguimiento son esenciales en un entorno sin GNSS. Mientras tanto, muchas tareas requieren la capacidad de reconocimiento, localización, evitación o pasar volando a través de estos obstáculos dinámicos. En este documento, se propone y verifica un método de posicionamiento de características paralelas de un solo cuadro (SPPM) para el seguimiento de objetivos dinámicos en tiempo real en un problema de ingreso para un pequeño UAV equipado con un sensor monocular ligero. La solución se destaca por la modelización sistemática de las características geométricas de los objetivos en movimiento y la introducción de algoritmos de iteración numérica para estimar el centro geométrico de los objetivos en movimiento. Las relaciones de restricción geométrica de los puntos de características del objetivo se modelan como ecuaciones no lineales para la estimación de la escala. Los experimentos muestran que el porcentaje de error cuadrático medio de seguimiento de objetivos estáticos es inferior al 1.03% y el error cuadrático medio de seguimiento de objetivos dinámicos es inferior a 7.92 cm. Se realizan experimentos exhaustivos de vuelo en interiores para mostrar la convergencia en tiempo real del algoritmo, la efectividad de la solución en la localización y seguimiento de un objetivo en movimiento, y la excelente robustez ante ruidos de medición.