户外环境中基于视觉的无人机集群编队

无人机集群的分散式部署通常依赖于智能体间通信或安装在飞行器上的视觉标记，以简化相互检测。本快报提出了一种基于视觉的检测与跟踪算法，使无人机群无需通信或视觉标记即可导航。我们采用卷积神经网络在四旋翼机载端实时检测并定位附近智能体。我们并非手动标注数据集，而是通过系统地在静态相机前飞行四旋翼来利用背景减除自动标注图像以训练神经网络。我们使用多智能体状态跟踪器估计附近智能体的相对位置和速度，随后将其输入集群算法用于高层控制。无人机配备多台相机以提供全向视觉输入。该相机设置通过避免盲区来确保集群安全，而与智能体构型无关。我们使用一组三架真实四旋翼（采用所提基于视觉的集群算法控制）对该方法进行评估。结果表明，尽管存在大量背景杂波和困难光照条件，无人机仍可在户外环境中安全导航。源代码、图像数据集和训练好的检测模型可在 https://github.com/lis-epfl/vswarm 获取。