Gyu Seon Kim;Haemin Lee;Soohyun Park;Joongheon Kim
ETRI Journal
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제45권5호
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pp.811-821
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2023
We propose an adaptive unmanned aerial vehicle (UAV)-assisted object recognition algorithm for urban surveillance scenarios. For UAV-assisted surveillance, UAVs are equipped with learning-based object recognition models and can collect surveillance image data. However, owing to the limitations of UAVs regarding power and computational resources, adaptive control must be performed accordingly. Therefore, we introduce a self-adaptive control strategy to maximize the time-averaged recognition performance subject to stability through a formulation based on Lyapunov optimization. Results from performance evaluations on real-world data demonstrate that the proposed algorithm achieves the desired performance improvements.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제11권2호
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pp.136-144
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2010
This paper presents an algorithm for planning waypoints for the operation of a surveillance mission using cooperative unmanned aerial vehicles (UAVs) in a given map. This algorithm is rather simple and intuitive; therefore, this algorithm is easily applied to actual scenarios as well as easily handled by operators. It is assumed that UAVs do not possess complete information about targets; therefore, kinematics, intelligence, and so forth of the targets are not considered when the algorithm is in operation. This assumption is reasonable since the algorithm is solely focused on a surveillance mission. Various parameters are introduced to make the algorithm flexible and adjustable. They are related to various cost functions, which is the main idea of this algorithm. These cost functions consist of certainty of map, waypoints of co-worker UAVs, their own current positions, and a level of interest. Each cost function is formed by simple and intuitive equations, and features are handled using the aforementioned parameters.
Automatic tracking of a moving object such as a person is a demanding technique especially in surveillance. This paper describes an experimental system for tracking a moving object on the ground by using a visually controlled aerial robot. A blimp is used as the aerial robot in the proposed system because of its locality in motion and its silent nature. The developed blimp is equipped with a camera for taking downward images and four rotors for controlling the progression. Once a camera takes an image of a specified moving object on the ground, the blimp is controlled so that it follows the object by the employment of the visual information. Experimental results show satisfactory performance of the system. Advantages of the present system include that images from the air often enable us to avoid occlusion among objects on the ground and that blimp’s progression is much less restricted in the air than, e.g., a mobile robot running on the ground.
무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)는 짧은 시간 동안 넓은 범위의 정찰이 가능하기 때문에 최근에는 이를 활용한 감시 시스템 연구가 주목을 받고 있다. 넓은 범위를 감시할 때 조종사가 반복적으로 UAV를 비행시키는 것은 운영에 필요한 비용 문제가 발생한다. 감시를 위한 비행경로를 사전에 정의할 수 있다면 이를 기반으로 UAV를 자율 비행시켜 비용 문제를 해결할 수 있다. 전통적인 접근 방법은 GPS를 기반으로 비행할 경로를 다수 개의 모터프리미티브로 정의한다. 하지만, UAV가 감시할 지점이 모터프리미티브에 반영되지 않아 감시가 제대로 수행되지 못하는 문제가 발생한다. 이 논문에서는 감시용 UAV를 자율 비행시키기 위한 모터프리미티브의 구조를 제안한다. 모터프리미티브는 감시 대상을 정확히 기술하기 위해서 자동으로 감시할 지점을 선택하여 생성된다.
Mohammed Abdulhakim Al-Absi;Hoon Jae Lee;Young-sil Lee
International journal of advanced smart convergence
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제12권4호
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pp.8-19
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2023
This paper presents advancement in multi- unmanned aerial vehicle (UAV) cooperative area surveillance, focusing on optimizing UAV route planning through the application of genetic algorithms. Addressing the complexities of comprehensive coverage, two real-time dynamic path planning methods are introduced, leveraging genetic algorithms to enhance surveillance efficiency while accounting for flight constraints. These methodologies adapt multi-UAV routes by encoding turning angles and employing coverage-driven fitness functions, facilitating real-time monitoring optimization. The paper introduces a novel path planning model for scenarios where UAVs navigate collaboratively without predetermined destinations during regional surveillance. Empirical evaluations confirm the effectiveness of the proposed methods, showcasing improved coverage and heightened efficiency in multi-UAV path planning. Furthermore, we introduce innovative optimization strategies, (Foresightedness and Multi-step) offering distinct trade-offs between solution quality and computational time. This research contributes innovative solutions to the intricate challenges of cooperative area surveillance, showcasing the transformative potential of genetic algorithms in multi-UAV technology. By enabling smarter route planning, these methods underscore the feasibility of more efficient, adaptable, and intelligent cooperative surveillance missions.
Kang-Il Seo;Jong-Hoon Kim;Man-Hee Won;Dong-Min Lee;Jae-Hyung Bae;Sang-Hyuk Park
International Journal of Advanced Culture Technology
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제11권4호
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pp.317-321
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2023
After 'emphasizing the development of the precision reconnaissance drone' in 2021, North Korea unveiled two strategic drones in July 2023, just two years later. Despite the majority of experts offering negative assessments and stating that "the performance may not be good," North Korea can be seen as having not only enhanced its routine surveillance capabilities through strategic drones but also possessing limited long-range strike capabilities. In other words, although the performance of North Korea's strategic unmanned aerial vehicles (UAVs), namely the 'Satbyol-4' and '9' models, may not match that of U.S. drones, they appear to play a significant role in offsetting North Korea's considerable aerial and surveillance inferiority compared to the joint forces of South Korea and the United States. Based on these trends, North Korea seems to be concentrating on drone development to counterbalance its considerable aerial power and surveillance capabilities deficit compared to the joint forces of South Korea and the United States, especially as the global use of drones continues to increase.
항공 영상 요약은 무인항공기를 통해 획득된 전체 영상의 내용을 제한된 시간 내에 효과적으로 브라우징 함으로써 감시 정찰 지역에 대한 상황 인식을 가능하게 하는 기술이다. 항공 영상의 정확한 요약을 수행하기 위해 본 논문에서는 센서 운용 모드를 집중감시, 전역감시 그리고 구역감시모드로 구분하고 해당 센서 운용 모드의 특성을 고려하여 항공 영상 요약을 수행한다. 특히 집중감시 모드에서의 영상 요약은 화면 내 움직임이 있는 관심 객체의 지속적인 추적을 기반으로 수행되며 이를 위해 본 논문에서는 지역 움직임 벡터(partitioning motion vector)와 해당 벡터가 발생한 영역에서의 시공간적 중요도 지도(spatiotemporal saliency map)를 활용한 움직임 반응 추적 기법을 제안한다. 제안하는 알고리즘의 효율성과 적합성을 확인하기 위해 실 항공 영상을 대상으로 실험을 수행하였다. 도출된 실험 결과를 통해 제안하는 방법은 전체 항공 영상에서의 영상 요약을 위해 센서 운용 모드에 따라 정확한 대표 프레임을 검출하였으며 이에 따라 대용량의 무인항공기 획득 영상이 효과적으로 요약될 수 있음을 확인하였다.
This paper presents an optimal path planning strategy for aerial searching and surveying of a user-designated area using multiple Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). The method is designed to deal with a single unseparated polygonal area, regardless of polygonal convexity. By defining the search area into a set of grids, the algorithm enables UAVs to completely search without leaving unsearched space. The presented strategy consists of two main algorithmic steps: cellular decomposition and path planning stages. The cellular decomposition method divides the area to designate a conflict-free subsearch-space to an individual UAV, while accounting the assigned flight velocity, take-off and landing positions. Then, the path planning strategy forms paths based on every point located in end of each grid row. The first waypoint is chosen as the closest point from the vehicle-starting position, and it recursively updates the nearest endpoint set to generate the shortest path. The path planning policy produces four path candidates by alternating the starting point (left or right edge), and the travel direction (vertical or horizontal). The optimal-selection policy is enforced to maximize the search efficiency, which is time dependent; the policy imposes the total path-length and turning number criteria per candidate. The results demonstrate that the proposed cellular decomposition method improves the search-time efficiency. In addition, the candidate selection enhances the algorithmic efficacy toward further mission time-duration reduction. The method shows robustness against both convex and non-convex shaped search area.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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제8권4호
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pp.58-62
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2016
Shipping related services is attracting attention as a UAV (Unmanned Aerial Vehicle) application with the recent economy has been generally accepted drones. UAV of the existing military-driven logistics delivery, aerial photography, wireless Internet connection, broadcasting, disaster research, digital maps, transportation, advertising, meteorological, border surveillance, agricultural use, such as hobbies range of uses from up military are diverse and growing. The advantage of delivery drones seems to be an important feature of delivery of the goods, including labor-saving, long-distance transportation in cold weather. UAV is demanded by competitive performance development for commercialization. Privacy issues that may arise during the drone operation, ensuring marketability issues, control system, regulations, operational standards and specifications, etc. should be addressed. Development direction of Korea UAV based in current technology, regulation, and growth potential presented by deriving from the idea of 'GIF 2016 Gang-won Hackathon.
Recently, the Defense Advanced Research Projects Agency(DARPA) in the United States is studying a new concept of war called Mosaic Warfare, and MUM-T(Manned-Unmanned Teaming) through the division of missions between expensive manned and inexpensive unmanned aircraft is at the center. This study began with the aim of deriving the priority of autonomous functions according to the role of unmanned aerial vehicles in the present and present collaboration that is emerging along with the concept of mosaic warfare. The autonomous function of unmanned aerial vehicles between the presence and absence collaboration may vary in priority depending on the tactical operation of unmanned aerial vehicles, such as air-to-air, air-to-ground, and surveillance and reconnaissance. In this paper, ACE (Air Combat Evaluation), Skyborg, and Longshot, which are recently studied by DARPA, derive the priority of autonomous functions according to air-to-air collaboration, and use AHP analysis. The results of this study are meaningful in that it is possible to recognize the priorities of autonomous functions necessary for unmanned aircraft in order to develop unmanned aerial vehicles according to the priority of autonomous functions and to construct a roadmap for technology implementation. Furthermore, it is believed that the mass production and utilization of unmanned air vehicles will increase if one unmanned air vehicle platform with only essential functions necessary for air-to-air, air-to-air, and surveillance is developed and autonomous functions are expanded in the form of modules according to the tactical operation concept.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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