Адаптивная мультимодальная система трекинга БПЛА с динамической оптимизацией на основе стохастического параметрического управления

Аннотация

Введение: современные алгоритмы трекинга для БПЛА, включая популярный CSRT, обладают ограниченной адаптивностью из-за использования статических параметров. Это приводит к значительному снижению точности алгоритмов и потере сопровождения целевого объекта при динамически изменяющейся среде, частичных окклюзиях, колебаниях освещенности и внешних помехах. Данные ограничения сужают сферу применения этих методов в ответственных сценариях, например при автономном наведении и навигации БПЛА. Цель: разработать универсальный метод динамической стохастической оптимизации параметров трекинга, обеспечивающий адаптацию алгоритма в реальном времени к изменяющимся условиям наблюдения (дистанции, освещенности, помехам). Результаты: разработан комплексный математический аппарат, формализующий задачу как проблему многокритериальной оптимизации в высокоразмерном пространстве параметров. Создана стохастическая модель параметрической адаптации и алгоритм динамической настройки. Экспериментальная валидация метода проведена на алгоритме CSRT. Достигнуто увеличение точности на 91,7 % по сравнению с базовой версией и продемонстрировано превосходство над другими известными алгоритмами корреляционных фильтров и быстрой детекции/трекинга. Система подтвердила устойчивость в условиях частичных окклюзий, изменения масштаба и наличия шумов. Практическая значимость: предложенный метод позволяет существенно повысить надежность и точность трекинга в реальных условиях эксплуатации БПЛА. Решение представляет высокую ценность для задач мониторинга, автономной навигации, картографирования и поисково-спасательных операций. Важным преимуществом является универсальность подхода, который может быть применен к широкому классу алгоритмов трекинга после соответствующей параметризации, что открывает перспективы для создания нового поколения адаптивных систем компьютерного зрения.