In this paper a vision-based system for detection, motion tracking and following of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) with other UAV (follower) is presented. For detection of an airborne UAV we apply a convolutional neural network YOLO trained on a collected and processed dataset of 10,000 images. The trained network is capable of detecting various multirotor UAVs in indoor, outdoor and simulation environments. Furthermore, detection results are improved with Kalman filter which ensures steady and reliable information about position and velocity of a target UAV. Preserving the target UAV in the field of view (FOV) and at required distance is accomplished by a simple nonlinear controller based on visual servoing strategy. The proposed system achieves a real-time performance on Neural Compute Stick 2 with a speed of 20 frames per second (FPS) for the detection of an UAV. Justification and efficiency of the developed vision-based system are confirmed in Gazebo simulation experiment where the target UAV is executing a 3D trajectory in a shape of number eight.


翻译:本文介绍了一个用于探测、跟踪和跟踪无人驾驶航空飞行器(无人驾驶飞行器)和其他无人驾驶航空器(随行者)的基于愿景的系统。为了探测空中无人驾驶航空器,我们应用了一个经过收集和处理的10 000个图像数据集培训的动态神经网络YOLO。经过培训的网络能够探测室内、室外和模拟环境中的各种多机器人无人驾驶飞行器。此外,Kalman过滤器的检测结果有所改善,该过滤器确保了目标无人驾驶飞行器的位置和速度的稳定和可靠信息。在视场保留目标无人驾驶飞行器(FOV),并在必要的距离由基于视觉静电战略的简单非线性控制器完成。拟议系统在Neural Comput 2上实现实时性能,每秒20个框架(FPS)用于探测无人驾驶飞行器。在Gazebo模拟实验中证实了已开发的基于愿景的系统的合理性和效率。在Gazebo模拟实验中,目标无人驾驶飞行器正在以8号形状的3D轨迹。

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