ПІДХІД НА ОСНОВІ КОМП’ЮТЕРНОГО ЗОРУ ДЛЯ ВИЯВЛЕННЯ ЗОНИ ПОСАДКИ БПЛА БЕЗ ЗАСТОСУВАННЯ МАРКЕРІВ
DOI: 10.31673/2412-4338.2025.038701
Анотація
Метою дослідження є розробка моделі комп’ютерного зору для автономного виявлення безпечної зони посадки безпілотних літальних апаратів (БПЛА) за зображеннями зі вбудованої камери без використання спеціальних маркерів або додаткових систем, таких як GPS. В якості базової моделі обрано YOLOv5s як сучасний підхід до комп’ютерного зору, що поєднує гарну швидкість та точність детекції з невеликою обчислювальною складністю. Це дозволяє використовувати модель на різних кінцевих пристроях, навіть в умовах обмежених ресурсів. Базову модель було навчено на наборі тренувальних даних міського середовища, який містить чотири класи: “landing impossible”, “landing possible”, “person”, і “tree”. Для підвищення стійкості до варіацій реального середовища запропоновано дві модифікації, які розширюють пайплайн обробки вхідних зображень на рівні моделі, збільшуючи варіативність даних під час тренування. Перша стратегія застосовує одну з трьох модифікацій із загальною ймовірністю 60%: CLAHE, ToGray або Equalize. Друга стратегія застосовує одну з наступних модифікацій зображення: RandomBrightnessContrast, RandomShadow або GaussNoise. Проведено раунд тренування моделей та отримано ключові показники, які стали основою для подальшого порівняння. Наступним етапом перевірено адаптивність отриманих моделей до реальних умов, а саме проведено апробацію на тестовому наборі тренувальних даних, що містить трансформовані зображення. Для порівняння базової та модифікованих моделей проведено три етапи тестування з різними порогами впевненості: 25%, 50% та 75%. Отримані результати наведено у відповідних таблицях. За результатами апробації модифіковані моделі демонструють стабільне помірне покращення ключових метрик. Для подальшої оптимізації та підвищення здатності моделей до узагальнення та покриття нестандартних ситуацій, проведено раунд донавчання з використанням оптимізованих гіперпараметрів на основі вагових коефіцієнтах з першого етапу. Результати проаналізовано та наведено висновки щодо ефективності запропонованих рішень. У завершенні сформульовано висновки щодо доцільності застосування запропонованих підходів, обґрунтовано вибір найкращої моделі за результатами дослідження для подальшого використання. Окреслено напрямки майбутніх досліджень, спрямованих на створення систем автономної доставки останньої милі з використанням БПЛА для підвищення надійності й ефективності процесу доставки.
Ключові слова: виявлення об'єктів, обробка зображень, безпілотні літальні апарати, БПЛА, автономна посадка, виявлення зони посадки, автономна доставка
