Diseño de un marco de reconstrucción 3D basado en movimiento estructural (SfM) rápido utilizando un equipo de sistemas aéreos no tripulados pequeños autónomos (sUAS)
Autores: Smith, Douglas Shane; Sevil, Hakki Erhan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 12
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo de este esfuerzo de investigación fue desarrollar un marco para un enfoque de reconstrucción 3D basado en estructura a partir de movimiento (SfM) con un equipo de sistemas aéreos no tripulados pequeños autónomos (sUASs) utilizando un modelo de comportamiento distribuido. El marco se compone de dos objetivos principales para lograr esto: un modelo de comportamiento distribuido para un equipo de sUASs y una reconstrucción 3D basada en SfM utilizando un equipo de sUASs. El modelo de comportamiento distribuido desarrollado se basa en la entropía del sistema, y cuando la entropía del sistema es alta, los sUASs se acercan a reducir la entropía general. Esto se llama la fase de agrupamiento. Si la entropía es menor que el umbral predefinido, entonces los sUASs cambian a la fase de reconstrucción 3D. La parte novedosa del marco es que a los sUASs solo se les da el objeto de interés para reconstruir el modelo 3D, y utilizan el comportamiento distribuido desarrollado para coordinar su movimiento hacia ese objetivo. Se realizó un análisis de parámetros exhaustivo, y se seleccionaron conjuntos óptimos de parámetros para cada subsistema. Finalmente, se combinaron parámetros óptimos para dos subsistemas en una simulación para demostrar la operatividad del marco y evaluar la completitud y velocidad del modelo reconstruido. Los resultados de la simulación muestran que el marco opera con éxito y es capaz de generar modelos completos según lo deseado, de manera autónoma.
Descripción
El objetivo de este esfuerzo de investigación fue desarrollar un marco para un enfoque de reconstrucción 3D basado en estructura a partir de movimiento (SfM) con un equipo de sistemas aéreos no tripulados pequeños autónomos (sUASs) utilizando un modelo de comportamiento distribuido. El marco se compone de dos objetivos principales para lograr esto: un modelo de comportamiento distribuido para un equipo de sUASs y una reconstrucción 3D basada en SfM utilizando un equipo de sUASs. El modelo de comportamiento distribuido desarrollado se basa en la entropía del sistema, y cuando la entropía del sistema es alta, los sUASs se acercan a reducir la entropía general. Esto se llama la fase de agrupamiento. Si la entropía es menor que el umbral predefinido, entonces los sUASs cambian a la fase de reconstrucción 3D. La parte novedosa del marco es que a los sUASs solo se les da el objeto de interés para reconstruir el modelo 3D, y utilizan el comportamiento distribuido desarrollado para coordinar su movimiento hacia ese objetivo. Se realizó un análisis de parámetros exhaustivo, y se seleccionaron conjuntos óptimos de parámetros para cada subsistema. Finalmente, se combinaron parámetros óptimos para dos subsistemas en una simulación para demostrar la operatividad del marco y evaluar la completitud y velocidad del modelo reconstruido. Los resultados de la simulación muestran que el marco opera con éxito y es capaz de generar modelos completos según lo deseado, de manera autónoma.