Un algoritmo de navegación visual para UAV basado en optimización visual-geográfica
Autores: Xu, Weibo; Yang, Dongfang; Liu, Jieyu; Li, Yongfei; Zhou, Maoan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un algoritmo de navegación visual para UAV basado en optimización visual-geográfica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Estimación
Vehículo aéreo no tripulado
Navegación visual
Algoritmo
Información de geolocalización
Optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La estimación de la posición de los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) utilizando información visual es esencial en entornos donde no hay Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS). En este artículo, proponemos un algoritmo de navegación visual para VANT basado en el Ajuste de Paquete Visual-Geográfico (BA) para abordar el desafío de la falta de información de geolocalización en la navegación visual monocular. Este algoritmo presenta un enfoque efectivo para la navegación y posicionamiento de VANT. Inicialmente, se empleó la Odometría Visual (VO) para rastrear el movimiento del VANT y extraer fotogramas clave. Posteriormente, se utilizó un método de geolocalización basado en la coincidencia de imágenes heterogéneas para calcular la posición geográfica del VANT. Además, introducimos un método de fusión de información estrechamente acoplado basado en la optimización visual-geográfica, que proporciona un inicializador geográfico y permite la estimación en tiempo real de la posición geográfica del VANT. Finalmente, el algoritmo ajusta dinámicamente el peso de la información geográfica para mejorar la precisión de la optimización. El método propuesto se evalúa extensamente en entornos simulados y del mundo real, y los resultados demuestran que nuestro enfoque propuesto puede estimar con precisión y en tiempo real la posición geográfica del VANT en un entorno sin GNSS. Específicamente, nuestro enfoque propuesto logra un error cuadrático medio (RMSE) y una precisión media de posicionamiento de menos de 13 m.
Descripción
La estimación de la posición de los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) utilizando información visual es esencial en entornos donde no hay Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS). En este artículo, proponemos un algoritmo de navegación visual para VANT basado en el Ajuste de Paquete Visual-Geográfico (BA) para abordar el desafío de la falta de información de geolocalización en la navegación visual monocular. Este algoritmo presenta un enfoque efectivo para la navegación y posicionamiento de VANT. Inicialmente, se empleó la Odometría Visual (VO) para rastrear el movimiento del VANT y extraer fotogramas clave. Posteriormente, se utilizó un método de geolocalización basado en la coincidencia de imágenes heterogéneas para calcular la posición geográfica del VANT. Además, introducimos un método de fusión de información estrechamente acoplado basado en la optimización visual-geográfica, que proporciona un inicializador geográfico y permite la estimación en tiempo real de la posición geográfica del VANT. Finalmente, el algoritmo ajusta dinámicamente el peso de la información geográfica para mejorar la precisión de la optimización. El método propuesto se evalúa extensamente en entornos simulados y del mundo real, y los resultados demuestran que nuestro enfoque propuesto puede estimar con precisión y en tiempo real la posición geográfica del VANT en un entorno sin GNSS. Específicamente, nuestro enfoque propuesto logra un error cuadrático medio (RMSE) y una precisión media de posicionamiento de menos de 13 m.