論文の概要: VORTEX: A Spatial Computing Framework for Optimized Drone Telemetry Extraction from First-Person View Flight Data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.18505v1
- Date: Tue, 24 Dec 2024 15:43:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-25 15:56:05.433145
- Title: VORTEX: A Spatial Computing Framework for Optimized Drone Telemetry Extraction from First-Person View Flight Data
- Title(参考訳): VORTEX:初対人飛行データからドローンテレメトリを最適化するための空間計算フレームワーク
- Authors: James E. Gallagher, Edward J. Oughton,
- Abstract要約: 本稿では,ドローンテレメトリデータを抽出・解析するVORTEXシステムを提案する。
VORTEXは、PyTorchベースのOCRツールボックスであるMMOCRを使用して、ドローンヘッドアップディスプレイ(HUD)記録からテレメトリ変数を抽出する。
その結果、利用可能なフレームの4.07%を利用する5秒サンプリングレートは、ポイント保持率64%と1秒ベースラインの4.2%以内の平均速度精度で最適なバランスを提供することがわかった。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
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- Abstract: This paper presents the Visual Optical Recognition Telemetry EXtraction (VORTEX) system for extracting and analyzing drone telemetry data from First Person View (FPV) Uncrewed Aerial System (UAS) footage. VORTEX employs MMOCR, a PyTorch-based Optical Character Recognition (OCR) toolbox, to extract telemetry variables from drone Heads Up Display (HUD) recordings, utilizing advanced image preprocessing techniques, including CLAHE enhancement and adaptive thresholding. The study optimizes spatial accuracy and computational efficiency through systematic investigation of temporal sampling rates (1s, 5s, 10s, 15s, 20s) and coordinate processing methods. Results demonstrate that the 5-second sampling rate, utilizing 4.07% of available frames, provides the optimal balance with a point retention rate of 64% and mean speed accuracy within 4.2% of the 1-second baseline while reducing computational overhead by 80.5%. Comparative analysis of coordinate processing methods reveals that while UTM Zone 33N projection and Haversine calculations provide consistently similar results (within 0.1% difference), raw WGS84 coordinates underestimate distances by 15-30% and speeds by 20-35%. Altitude measurements showed unexpected resilience to sampling rate variations, with only 2.1% variation across all intervals. This research is the first of its kind, providing quantitative benchmarks for establishing a robust framework for drone telemetry extraction and analysis using open-source tools and spatial libraries.
- Abstract(参考訳): 本稿では,FPV (First Person View) Uncrewed Aerial System (UAS) 映像からドローンテレメトリデータを抽出・解析するVORTEXシステムを提案する。
VORTEXは、PyTorchベースの光学文字認識(OCR)ツールボックスであるMMOCRを使用して、ドローンヘッドアップディスプレイ(HUD)記録からテレメトリ変数を抽出し、CLAHEの強化や適応しきい値設定などの高度な画像前処理技術を利用する。
本研究では,時間的サンプリングレート(1s,5s,10s,15s,20s)と座標処理手法を体系的に検討し,空間的精度と計算効率を最適化する。
その結果、利用可能なフレームの4.07%を利用する5秒サンプリングレートは、計算オーバーヘッドを80.5%削減しつつ、ポイント保持率64%と1秒ベースラインの4.2%以内の平均速度精度で最適なバランスを提供することを示した。
座標処理法の比較分析により、UTMゾーン33N投影法とハバージン計算法は一貫して類似した結果(0.1%の差がある)が得られたが、生のWGS84座標は15~30%、速度は20~35%と推定された。
高度測定では、サンプリングレートの変動に対して予期せぬレジリエンスを示し、すべての間隔でわずか2.1%であった。
この研究は、オープンソースのツールと空間ライブラリを用いたドローンテレメトリ抽出と分析のための堅牢なフレームワークを確立するための定量的なベンチマークを提供する、最初のものである。
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