Vizuální sledování cíle více kamerami na palubě UAV

Abstract

S rostoucím rozšířením bezpilotních letounů se zvyšuje důležitost zajištění bezpečnosti ve vzduchu. Tato práce se zabývá implementací systému vizuálního sledování pomocí více kamer na palubě bezpilotních letounů za účelem zachycení nespolupracujících letících cílů. Sledovací systém je navržen jako doplněk stávajícího detektoru využívající palubní LiDAR a řeší omezené zorné pole LiDARu. Různé metody vizuálního sledování jsou zkoumány a vyhodnocovány ve scénářích lovu dronů včetně sledování pomocí ohraničujících obdélníků a sledování významných bodů. Vizuální sledovače s jednou kamerou jsou rozšířeny pro nasazení s více kamerami s využitím modelu dírkové kamery. Implementovaný vícekamerový systém vykazuje značné problémy při vyhodnocování v simulaci, částečně kvůli předpokladům. Práce zdůrazňuje potřebu flexibilnějších přístupů ke scénářům zachycení a navrhuje směry budoucího výzkumu.

As the utilization of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) continues to rise, ensuring aerial safety becomes increasingly critical. This thesis explores the implementation of a multi-camera visual tracking system onboard UAVs for capturing non-cooperating flying targets. The tracking system is designed to complement an existing LiDAR-based detection algorithm, addressing the limited field of view of the LiDAR sensor. Various visual tracking methods, including bounding box and sparse feature tracking, were researched and evaluated in drone-hunting scenarios. Single-camera visual trackers are extended into the multi-camera setting by utilizing the pinhole camera model. The implemented multi-camera system reveals significant challenges when evaluated in simulation, partially due to the made assumptions. The work highlights the need for more flexible approaches to interception scenarios and proposes directions for future research.