Potato late blight severity monitoring based on the relief-mRmR algorithm with dual-drone cooperation
Heguang SunXiaoyu SongWei GuoMei GuoYanzhi MaoGuijun YangHaikuan FengJie ZhangZiheng FengJiao WangYuanyuan MaChunkai ZhengPingping LiDi Pan
9
Citation
100
Reference
10
Related Paper
Citation Trend
Keywords:
Drone
RGB color model
Cohen's kappa
Drone
Cite
Citations (0)
The development of services and applications involving drones is promoting the growth of the unmanned-aerial-vehicle industry. Moreover, the supply of low-cost compact drones has greatly contributed to the popularization of drone flying. However, flying first-person-view (FPV) drones requires considerable experience because the remote pilot views a video transmitted from a camera mounted on the drone. In this paper, we propose a remote training system for FPV drone flying in mixed reality. Thereby, beginners who are inexperienced in FPV drone flight control can practice under the guidance of remote experts.
Drone
Remote Control
Cite
Citations (6)
Multispectral imaging is valuable in many vision-related fields as it provides an additional modality to observe the world. Cameras equipped with multispectral filter arrays (MSFAs) are typically impractical for everyday use due to their intractable demosaicking and chromatic reproduction processes, which restrict their applicability beyond academic research. In this work, a novel MSFA design is proposed to enable dual-mode imaging for multispectral cameras. In addition to a conventional multispectral image, the camera is also able to produce a Bayer-formed RGB image from a single shot by grouping and merging adjacent pixels in the proposed MSFA, making it suitable for scenarios where display-ready RGB images are required. Furthermore, a two-stage optimization scheme is implemented to jointly optimize objective functions for both imaging modes. The evaluation results on multiple datasets suggest that the proposed MSFA design is able to simultaneously achieve competitive spectral reconstruction accuracy compared to elaborate multispectral cameras and chromatic accuracy compared to commercial RGB cameras.
RGB color model
Demosaicing
Multispectral pattern recognition
Cite
Citations (0)
Drone
Cite
Citations (216)
Οι συνεχείς τεχνολογικές εξελίξεις σε ενσωματωμένες πλατφόρμες και συστήματα ελέγχου έχουν καταστήσει τα μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (drones) αφενός πιο αυτόνομα στη λειτουργία τους, συνδυάζοντας υπολογιστικές δυνατότητες, προηγμένα συστήματα πλοήγησης και συστήματα αποφυγής εμποδίων, και αφετέρου πιο προσιτά από οικονομικής άποψης, διευρύνοντας το πεδίο χρήσης τους σε διάφορους τομείς εφαρμογών, όπως η επιτήρηση, η παρακολούθηση και η μεταφορά-παράδοση φορτίων/αγαθών. Αν και τα drones μπορούν πλέον να ελέγχονται προγραμματιστικά μέσω εντολών υψηλού επιπέδου, η ομαλή ενσωμάτωσή τους στην υπάρχουσα κυβερνο-φυσική υποδομή παρεμποδίζεται από διάφορους παράγοντες, όπως είναι οι εγγενείς ανησυχίες σχετικά με τους κινδύνους ασφαλείας και τη προστασία της ιδιωτικότητας καθώς και η έλλειψη αυτοματισμού στον (πλήρη) κύκλο λειτουργίας του drone. Για την αντιμετώπιση των ανωτέρω ζητημάτων, σε αυτή τη διατριβή παρουσιάζουμε μηχανισμούς σε επίπεδο συστήματος για την ενίσχυση της αξιοπιστίας/ευρωστίας των εφαρμογών drone και την προώθηση μιας πιο δομημένης, ελεγχόμενης και αυτοματοποιημένης προσέγγισης ανάπτυξης και εγκατάστασης εφαρμογών, η οποία θα είναι αρμονικά συνδεδεμένη με τα υπολογιστικά πρότυπα που ακολουθούνται στο υπολογιστικό νέφος (cloud) και στα άκρα του δικτύου (edge). Στο πρώτο μέρος της διατριβής, εστιάζουμε στην ανοχή σφαλμάτων κρίσιμων για την πρόοδο της αποστολής σε σενάρια εφαρμογών όπου μια κεντρική υπολογιστική οντότητα ελεγκτή αποστολής είναι υπεύθυνη για την εκτέλεση της λογικής της εφαρμογής συντονίζοντας μια ομάδα drones μέσω εντολών υψηλού επιπέδου. Προτείνουμε ένα σχήμα ενεργού πλεονασμού (active replication) σε συνδυασμό με τεχνικές αποθήκευσης σημείων ελέγχου της κατάστασης του συστήματος (checkpointing) και καταγραφής πληροφοριών επικοινωνίας (logging), με σκοπό την ανοχή βλαβών αποτυχίας-σταματήματος (fail-stop failures), όπου ο ελεγκτής απλώς σταματά τη λειτουργία του. Δείχνουμε ότι σε περίπτωση ντετερμινιστικών προγραμμάτων εφαρμογής, η λύση μας εισάγει επιβάρυνση μόνο σε περίπτωση που παρουσιάσει βλάβη κάποιο drone και εξαρτάται από το μέγεθος των αρχείων καταγραφής που πρέπει να ανταλλαχθούν μεταξύ των αντιγράφων του ελεγκτή. Η λύση μας υποστηρίζει επίσης μη ντετερμινιστικές εφαρμογές μέσω μιας προσέγγισης ημι-ενεργού πλεονασμού, όπου το κόστος είναι ανάλογο με το μέγεθος της κατάστασης εκτέλεσης που παράγεται κατά τις μη ντετερμινιστικές λειτουργίες. Στη συνέχεια, χρησιμοποιούμε την ενεργή αναπαραγωγή με ένα πρωτόκολλο συμφωνίας για την αντιμετώπιση Βυζαντινών βλαβών (Byzantine failures), του πιο γενικού τύπου αστοχιών, όπου ο ελεγκτής μπορεί να συμπεριφέρεται αυθαίρετα λόγω κακόβουλων επιθέσεων ή σφαλμάτων υλικού και λογισμικού. Η προσέγγισή μας βασίζεται σε υποθέσεις σύγχρονης επικοινωνία με υπογεγραμμένα μηνύματα και απαιτεί N = 2f + 1 αντίγραφα για την ανοχή έως και f βλαβών. Δείχνουμε ότι το εισαγόμενο συνολικό κόστος προέρχεται κυρίως από το πρωτόκολλο συμφωνίας και μπορεί να μειωθεί σημαντικά χρησιμοποιώντας ένα ταχύτερο δίκτυο για την επικοινωνία μεταξύ των αντιγράφων του συντονιστή - κάτι το οποίο αποτελεί μια ρεαλιστική υπόθεση. Επίσης, ενώ το κόστος για τυπικές συνθήκες/ρυθμίσεις είναι σχετικά υψηλό, στο εύρος των δεκάδων χιλιοστών του δευτερολέπτου, δεν είναι απαγορευτικό δεδομένου ότι ο ελεγκτής αποστολής δεν εμπλέκεται σε χαμηλού επιπέδου βρόχους ελέγχου σχετιζόμενους με την πτητική λειτουργία του drone. Στο δεύτερο μέρος της διατριβής, εξετάζουμε τρόπους και τεχνικές που θα βοηθήσουν τους προγραμματιστές και τους χρήστες εφαρμογών για drone στις διαδικασίες ανάπτυξης, παρακολούθησης και δοκιμής των εφαρμογών, διασφαλίζοντας παράλληλα ότι δεν παραβιάζονται συγκεκριμένοι περιορισμοί ασφάλειας και ιδιωτικότητας. Για να αντιμετωπίσουμε αυτές τις ανάγκες με έναν οικονομικά αποδοτικό/βιώσιμο τρόπο, υιοθετούμε την προσέγγιση της πλατφόρμας ως υπηρεσία (PaaS) που χρησιμοποιείται στο cloud και αντιμετωπίζουμε τα drones ως άλλον έναν υπολογιστικό πόρο στον οποίο μπορεί κάποιος να έχει πρόσβαση μέσω μιας κοινόχρηστης υποδομής. Αρχικά, παρουσιάζουμε μια ολιστική προσέγγιση για την υποστήριξη της πιο αξιόπιστης και ελεγχόμενης λειτουργίας «μονοσυστατικών» εφαρμογών για drones μέσω μιας πλατφόρμας λογισμικού που φροντίζει για την αυτοματοποιημένη εγκατάσταση και την ελεγχόμενη εκτέλεσή τους, σε συνδυασμό με την παροχή κατάλληλης υποστήριξης προσομοίωσης και τεχνολογίας ψηφιακών διδύμων. Σε αντίθεση με άλλες προσπάθειες, οι μηχανισμοί παρακολούθησης δεν αφορούν μόνο το «πού» επιτρέπεται να λειτουργούν τα drones, αλλά λαμβάνουν επιπλέον υπόψη το «πώς» χρησιμοποιείται ο εξοπλισμός αισθητήρων και ενεργοποιητών που διαθέτουν. Επιδεικνύουμε την παρεχόμενη λειτουργικότητα μέσω αντιπροσωπευτικών παραδειγμάτων χρήσης χρησιμοποιώντας τόσο το περιβάλλον προσομοίωσης όπου εκτελούμε ένα εύρος δοκιμών πριν από την εγκατάσταση της εφαρμογής, όσο και των ψηφιακών διδύμων όπου μια εικονική αναπαράσταση του drone εκτελείται παράλληλα με την εφαρμογή στον πραγματικό κόσμο, παρέχοντας τη δυνατότητα αξιολόγησης, επαλήθευσης αλλά και πρόβλεψης της συμπεριφοράς του συστήματος. Στη συνέχεια, επεκτείνουμε διάφορες διαστάσεις αυτής της γενικής ιδέας σε κατανεμημένες εφαρμογές που αποτελούνται από πολλαπλά τμήματα τα οποία μπορούν να εγκατασταθούν σε ολόκληρο το συνεχές των υπολογιστικών συστημάτων, συμπεριλαμβανομένων drones, κόμβων στο edge και του cloud. Παρουσιάζουμε ένα πλαίσιο ενορχήστρωσης που επιτρέπει την περιγραφή υψηλού επιπέδου των απαιτήσεων της εφαρμογής μέσω κατάλληλων προδιαγραφών που συνοδεύουν τον κώδικα των τμημάτων της εφαρμογής, υποστηρίζει την εγκατάσταση των τμημάτων της εφαρμογής λαμβάνοντας υπόψη την αποστολή του drone, προάγει την αποτελεσματική επικοινωνία μεταξύ αλληλεπιδρώντων τμημάτων αξιοποιώντας τεχνολογίες ασύρματης δικτύωσης για άμεση επικοινωνία με διαφανή τρόπο και διασφαλίζει τη διατήρηση της ασφάλειας και την προστασία της ιδιωτικότητας μέσω της πρόσβασης των εφαρμογών σε υπηρεσίες κινητικότητας και αισθητήρων βάσει πολιτικών. Επιδεικνύουμε την παρεχόμενη λειτουργικότητα τόσο μέσω δοκιμών στο πεδίο όσο και μέσω του περιβάλλοντος προσομοίωσης. Επιπλέον, μέσω εκτεταμένης αξιολόγησης απόδοσης, δείχνουμε ότι η υλοποίησή μας έχει αποδεκτές υπολογιστικές απαιτήσεις, καθιστώντας την κατάλληλη ακόμη και για τις περιορισμένων δυνατοτήτων υπολογιστικές πλατφόρμες που συναντώνται σε drones και σε κόμβους στο edge.
Drone
Orchestration
Cite
Citations (0)
Multispectral imaging grows in importance in an increasing field of image processing applications. The reason for it is that they provide substantially more spectral information than for example RGB (red-green-blue) colour cameras. For this reason a multispectral camera is designed and developed at the department quality assurance of the Ilmenau University of Technology. Based on well known approaches for filter wheel cameras, a new modular concept was developed particularly for high speed applications. For the complex control and correction computations thereby a field programmable gate array (FPGA) is used.
RGB color model
Gate array
Cite
Citations (9)
To operate drones safely and to accomplish various missions, wireless technology is a critical component in control and command. This chapter discusses basic requirements and challenges for supporting drones over a cellular network. It provides a quick summary of drone regulations, which serves as a good indication of challenges in supporting drones and innovation in communications. The chapter reviews 3GPP Release 15 drone study and WIs – the first on drones in 3GPP. It provides a 5G drone support deep dive discussing challenges in supporting various drone uses, solutions from new technologies in 5G, and new studies needed for further 5G innovation toward future drone usages. Many drone applications, such as surveying, require 3D positioning support. Since cellular networks have always focused on serving terrestrial users and mostly use down-tilted base station antennas, aerial coverage and link qualities need to be carefully studied and optimized for drone support.
Drone
Component (thermodynamics)
Cite
Citations (1)
Multispectral images captured with a single sensor camera have become an attractive alternative for numerous computer vision applications. However, in order to fully exploit their potentials, the color restoration problem (RGB representation) should be addressed. This problem is more evident in outdoor scenarios containing vegetation, living beings, or specular materials. The problem of color distortion emerges from the sensitivity of sensors due to the overlap of visible and near infrared spectral bands. This paper empirically evaluates the variability of the near infrared (NIR) information with respect to the changes of light throughout the day. A tiny neural network is proposed to restore the RGB color representation from the given RGBN (Red, Green, Blue, NIR) images. In order to evaluate the proposed algorithm, different experiments on a RGBN outdoor dataset are conducted, which include various challenging cases. The obtained result shows the challenge and the importance of addressing color restoration in single sensor multispectral images.
RGB color model
Representation
Cite
Citations (24)
There has been significant progress in several industries in this emerging nation, but the drone-based business in India is one of the least developed. Only a small number of businesses are attempting to create drone-based applications that might be tremendously beneficial to society. While businesses like Amazon and Zomato have just begun to expand their drone delivery services in India, there hasn't been a rapid expansion of this industry. On paper, it is simple to claim that drones' potential uses are endless, regardless of whether they are land-based, airborne, undersea, or aquatic. But creating these apps for real-world use is rather laborious. This have thus developed the concept of a Multi-Functional Drone with this purpose in mind. This drone's objective is to create several attachments that can be turned on and off at the same time. This allows a single drone to serve numerous roles. The project's goal is not to create a drone per se, but rather to create and show off a variety of attachments that can be mounted on a drone without requiring the drone to be adjusted.
Drone
Cite
Citations (0)
Drones have piqued the interest of the mining industry, which has expressed a strong interest in the usage of UAVs/drones for regular tasks Unmanned Aerial Vehicles(UAVs)/drones, sometimes known as Micro Air Vehicles (MAVs), are mostly drones that are used for a number of commercial and military applications, including surveillance and reconnaissance. These unmanned aerial vehicles (UAVs)/drones are capable of transporting of a wide range sensors depending on the nature of their missions, including acoustic, optical, biochemical, and bio sensors. In order to improve the performance and efficiency of drones/UAV, researchers have concentrated on the design optimization of drones, which has resulted in the creation and construction of a variety of Aerial Vehicles/drones with diverse abilities and capabilities. As a consequence, previous research as well as information from firms that supply drones for the mining industry are being explored further. An investigation of the application of drone/UAVs in surface and subsurface mines is presented in this research. The usage of drones/UAVs in abandoned mines, both on the surface and below, is also discussed. It also includes a thorough discussion of the instruments or sensors that are frequently used in mining drones. In this paper/article, we address the difficulties linked with the usage of drones technologies in underground mines, as well as potential solutions to these difficulties.
Drone
Cite
Citations (0)