Using image processing and YOLO to build a navigation system for a drone with an industrial application

Authors

  • João Vitor Sabino UNOESTE/Aluno
  • Francisco Assis da Silva Universidade do Oeste Paulista - UNOESTE
  • Leandro Luiz de Almeida Universidade do Oeste Paulista - UNOESTE
  • Danillo Roberto Pereira Universidade do Oeste Paulista - UNOESTE
  • Almir Olivette Artero Universidade do Oeste Paulista - UNOESTE

Keywords:

Drone, YOLOv4 Tiny, Computer Vision, Machine Learning

Abstract

In this work we developed a semi autonomous drone navigation system for a cardboard box industry, to assist in counting the stock of cardboard reels. The developed methodology has four main steps, being the QR Code decoding, optical marker detection, navigation system and drone movement. For the QR Code decoding step, the pyzbar library was used. In the optical marker detection step, the YOLOv4 Tiny library was used, which uses machine learning techniques to detect objects in real time. YOLOv4 Tiny was trained using a custom dataset with images of optical markers and labels in a closed simulation environment, achieving a hit rate of 92.10%. The navigation system step is fed by the response of the neural network, in which each marker has a function associated with it. The last step depends on the navigation system, since it sends which command the drone must follow and the movement sends this command to the drone.

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References

ALVES, G. Detecção de Objetos com YOLO – Uma abordagem moderna: Conceitos sobre IA. 2020. Disponível em: https://iaexpert.academy/2020/10/13/deteccao-de-objetos-com-yolo-uma-abordagem-moderna. Acesso em: 3 jun. 2021.

REDMON, J.; DIVVALA, S.; GIRSHICK, R.; FARHADI, A. You Only Look Once: Unified, Real-Time Object Detection. In: IEEE CONFERENCE ON COMPUTER VISION AND PATTERN RECOGNITION (CVPR), Las Vegas, NV, p. 779-788, 2016.

ZANGRANDI, A G. M. Identificação de regiões de texto em jornais históricos Germano-Brasileiros utilizando rede neural YOLO. 2019. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Paraná, Curitiba Paraná, 2019.

MELLO, G. C. F. Detecção e classificação facial em tempos de COVID-19. 2021. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Ciência da Computação) - Universidade Estadual de Londrina, Londrina, 2021.

TECHZIZOU, T. YOLOv4 VS YOLOv4-tiny: Training YOLO for Object Detection. 2020. Disponível em: https://medium.com/analytics-vidhya/yolov4-vs-yolov4-tiny-97932b6ec8ec. Acesso em: 8 jan. 2021.

HUDSON, L. Pyzbar. 2019. Disponível em: https://pypi.org/project/pyzbar/. Acesso em: 7 ago. 2020.

TZUTALIN, D. Labelimage. 2018. Disponível em: https://github.com/tzutalin/labelImg. Acesso em: 6 mar. 2021.

GARRIDO-JURADO, S.; MUÑOZ-SALINAS, R.; MADRID-CUEVAS, F. J.; MARÍN-JÍMÉNEZ, M. J. (2014). Automatic generation and detection of highly reliable fiducial markers under occlusion. Pattern Recognition, 47(6), 2280–2292. doi:10.1016/j.patcog.2014.01.005.

GOOGLE. O que é o Colaboratory? Disponível em: https://colab.research.google.com/notebooks/

intro.ipynb?hl=pt_BR#scrollTo=5fCEDCU_qrC0. Acesso em: 03 mar. 2021.

STROSKI, P N. O que são graus de liberdade?. 2020. Disponível em: https://www.electricalelibrary.com/2020/03/18/o-que-sao-graus-de-liberdade/. Acesso em: 2 ago. 2020.

AIRBUZZ.ONE. DJI Tello Review aircraft diagram. 2018. Disponível em: https://airbuzz.one/dji-tello-review/dji-tello-review_aircraft_diagram/. Acesso em: 2 fev. 2020.

DRUMOND, T. Tecnologia no estoque: conheça quais são as principais. 2020. Disponível em: https://blog.sogalpoes.com.br/tecnologia-no-estoque/. Acesso em: 23 out. 2020.

SENIOR. Tecnologia: o uso de drones na indústria 4.0. 2020. Disponível em: https://www.senior.com.br/blog/tecnologia-o-uso-de-drones-na-industria-4-0. Acesso em: 5 out. 2020.

WEDEMANN, K. O que drones, inteligência artificial e policiamento têm em comum?. 2019. Disponível em: https://canaltech.com.br/inteligencia-artificial/o-que-drones-inteligencia-artificial-e-policiamento tem-em-comum-144653/. Acesso em: 2 mar. 2021.

CABRAL, I. Tudo sobre inteligência artificial: 10 fatos que você precisa saber: Significado de IA é relacionado à capacidade de máquinas aprenderem a pensar e a agir como humanos. 2018. Disponível em: https://www.techtudo.com.br/listas/2018/05/tudo-sobre-inteligencia-artificial-10-fatos-que-voce-precisa-saber.ghtml. Acesso em: 2 ago. 2020.

TURCATO, A. Visão computacional: o que é, aplicações e importância. 2019. Disponível em: https://crmpiperun.com/blog/visao-computacional/. Acesso em: 3 ago. 2020.

PEDERNEIRAS, G. Como funciona o uso de drones na Indústria 4.0. 2020. Disponível em: https://www.industria40.ind.br/artigo/19377-como-funciona-o-uso-de-drones-na-industria-40. Acesso em: 15 ago. 2020.

RODRIGUES, S. F. Google Colab- Guia do Iniciante. 2018. Disponível em: https://medium.com/machina-sapiens/google-colab-guia-do-iniciante-334d70aad531. Acesso em: 15 jun. 2021.

GANDHI, R. R-CNN, Fast R-CNN, Faster R-CNN, YOLO — Object Detection Algorithms: Understanding object detection algorithms. 2018. Disponível em: https://towardsdatascience.com/r-cnn-fast-r-cnn-faster-r-cnn-yolo-object-detection-algorithms-36d53571365e. Acesso em: 14 mar. 2021.

ARRUDA, F. NVIDIA CUDA: o que é e como funciona. 2011. Disponível em: https://www.tecmundo.com.br/computacao-grafica/10507-nvidia-cuda-o-que-e-e-como-funciona.htm. Acesso em: 01 fev. 2021.

Published

2022-03-31

Issue

Section

Artigo Científico Original

How to Cite

Using image processing and YOLO to build a navigation system for a drone with an industrial application. (2022). Colloquium Exactarum. ISSN: 2178-8332, 13(4), 42-53. https://journal.unoeste.br/index.php/ce/article/view/4098

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