Vision based control of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) has been adopted by a wide range of applications due to the availability of low-cost on-board sensors and computers. Tuning such systems to work properly requires extensive domain specific experience which limits the growth of emerging applications. Moreover, obtaining performance limits of UAV based visual servoing with the current state-of-the-art is not possible due to the complexity of the models used. In this paper, we present a systematic approach for real-time identification and tuning of visual servoing systems based on a novel robustified version of the recent deep neural networks with the modified relay feedback test (DNN-MRFT) approach. The proposed robust DNN-MRFT algorithm can be used with a multitude of vision sensors and estimation algorithms despite the high levels of sensor's noise. Sensitivity of MRFT to perturbations is investigated and its effect on identification and tuning performance is analyzed. DNN-MRFT was able to detect performance changes due to the use of slower vision sensors, or due to the integration of accelerometer measurements. Experimental identification results were closely matching simulation results, which can be used to explain system behaviour and anticipate the closed loop performance limits given a certain hardware and software setup. Finally, we demonstrate the capability of the DNN-MRFT tuned visual servoing systems to reject external disturbances. Some advantages of the suggested robust identification approach compared to existing visual servoing design approaches are presented.


翻译:由于机载低成本传感器和计算机的可用性,对无人驾驶飞行器(无人驾驶飞行器)的视觉控制被广泛应用采用。使这些系统正常运行需要广泛的具体领域经验,从而限制新兴应用程序的增长。此外,由于使用模型的复杂性,不可能获得基于无人驾驶飞行器的视觉振荡功能与目前最新工艺的视觉振荡的性能限制。在本文件中,我们介绍了一种系统化的实时识别和调整视觉振荡系统的方法,其基础是最新深度神经网络的新颖的健全版本,并采用经修改的直观反馈测试(DNNN-MRFT)方法。提议的强势DNN-MRFT算法可以使用大量的视觉传感器和估算算法,尽管传感器的噪音很大,但也无法获得基于目前最新状态的视觉振荡感的视觉振荡感;对MRFT的感知度进行了调查,并分析了其对识别和调节性能的影响。DNMFT展示了由于使用较慢的视觉传感器,或者由于将内部测测算器测量结果整合而导致的性变化变化。实验性识别结果,我们最后使用的是用来模拟结果,我们所测测定的硬件定的硬度。

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