Mathematical Modeling of Optimal Drone Flight Trajectories for Enhanced Object Detection in Video Streams Using Kolmogorov–Arnold Networks

Technologies, 2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/technologies13060235
Деректер сенімділігі 85 жоғары
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

This study addresses the critical challenge of optimizing drone flight parameters for enhanced object detection in video streams. While most research focuses on improving detection algorithms, the relationship between flight parameters and detection performance remains poorly understood. We present a novel approach using Kolmogorov–Arnold Networks (KANs) to model complex, non-linear relationships between altitude, pitch angle, speed, and object detection performance. Our main contributions include the following: (1) the systematic analysis of flight parameters’ effects on detection performance using the AU-AIR dataset, (2) development of a KAN-based mathematical model achieving R2 = 0.99, (3) identification of optimal flight parameters through multi-start optimization, and (4) creation of a flexible implementation framework adaptable to different UAV platforms. Sensitivity analysis confirms the solution’s robustness with only 7.3% performance degradation under ±10% parameter variations. This research bridges flight operations and detection algorithms, offering practical guidelines that enhance the detection capability by optimizing image acquisition rather than modifying detection algorithms.