視覚ベースUAV着陸における二項結果を伴うDNN再学習のためのベイズデータ拡張
Bayesian Data Augmentation for DNN Retraining with Binomial Outcomes in Vision-Based UAV Landing
ベイズデータ拡張とフォトリアルシミュレータを統合し、ヘリパッド検出DNNを反復再学習することで、UAVの着陸性能を向上させるフレームワークを提案・検証した。
著者: Ashik E Rasul, Hyung-Jin Yoon
分類: cs.RO, cs.CV
原文アブストラクト
In GPS-denied or cluttered urban environments, vision-based landing is essential for reliable UAV missions. Real-world landing sites are often unstructured and highly variable, requiring strong generalization by the perception system. Deep Neural Networks (DNNs) trained with synthetic data augmentation offer a scalable solution for learning landing-site features across diverse vehicle and environmental states. However, computationally expensive DNN retraining, along with challenging performance validation via test flights, limits exhaustive model fine-tuning and necessitates an optimized retraining pipeline. In this work, we deploy a Bayesian data augmentation framework integrated with a photorealistic simulator featuring high-fidelity vehicle dynamics to iteratively retrain the helipad detector DNN, maximizing landing performance as the objective function. We validate our framework with experiments in a photorealistic simulator under different environmental conditions and vehicle states, demonstrating improved landing performance and tighter confidence intervals on predicted landing outcomes.
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