Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2399
0
0
Российские инженеры научили дрон искать борщевик
Российские инженеры научили дрон искать борщевик.
Источник изображения: Alexander Menshchikov et al. / IEEE Transactions on Computers, 2021

Российские инженеры разработали и испытали дрон, обнаруживающий борщевик Сосновского (Heracleum sosnowskyi) с воздуха и размечающий его на снимках для последующего уничтожения. Испытания показали, что точность определения борщевика на кадрах составляет 96,9 процента. Статья о разработке опубликована в IEEE Transactions on Computers.

Борщевик Сосновского — это один из самых известных и проблемных инвазивных видов в России (впрочем, он также распространился и на территорию Европы). Изначально его ареал обитания был ограничен Кавказом, но после того, как в середине XX его решили культивировать на остальной территории СССР, он стал активно распространяться в новой среде и это распространение не удается взять под контроль до сих пор, спустя несколько десятилетий после прекращения сельскохозяйственной культивации.

Одна из проблем в борьбе с борщевиком заключается в его живучести и масштабном распространении семян даже из единичных растений. Из-за этого для обнаружения и составления карт для уничтожения этого растения необходимо либо вручную обходить поля и прочие территории, либо использовать летательные аппараты — большинство спутников дают недостаточно высокое разрешение для выявления единичных растений. Но учет растений с помощью летательных аппаратов пока слабо автоматизирован и зачастую основан на применении дорогих в эксплуатации самолетов.

Инженеры из Сколтеха под руководством Андрея Сомова (Andrey Somov) разработали алгоритм, позволяющий использовать мультикоптеры для автономного распознавания борщевика Сосновского на территории под ними. В качестве аппаратной платформы они выбрали квадрокоптер DJI Matrice 200 и одноплатный компьютер NVIDIA Jetson Nano с относительно мощным видеоускорителем, позволяющим запускать прямо на устройстве нейросети.

За поиск борщевика на кадрах с камеры дрона отвечает сверточная нейросеть, которая получает кадр и проводит семантическую сегментацию, размечая на нем области с борщевиком. Разработчики выбрали три популярные архитектуры сверточных нейросетей, чтобы сравнить их эффективность для этой задачи: U-Net, SegNet и RefineNet. Они сами собрали датасет для обучения алгоритмов. Для этого они сняли множество кадров с дрона в Московской области, используя два разных дрона и одну экшн-камеру (закрепленную на дроне). В результате они получили 263 снимка и разметили на них области с борщевиком. Датасет доступен на GitHub.

Обучив нейросети, авторы протестировал их на одноплатном компьютере и выяснили, что они работают с частотой в десятые или сотые доли кадров в секунду. Наилучший результат дала сеть на базе U-Net — 0,7 кадра в секунду. Наилучшую классификацию показала сеть на базе SegNet с площадью под ROC-кривой (распространенная метрика оценки качества бинарной классификации), равной 0,969.

Ранее другие инженеры тоже использовали дроны для распознавания растений на снимках, в том числе хлопка и деревьев в лесу. А также дроны предлагают использовать и для уничтожения растений, например, сорняков и кокаиновых кустов.

Григорий Копиев

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Страны
Проекты
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 29.07 20:44
  • 0
Комментарий к "Страсти по «Арене-М»: изобрела ли Россия панацею для защиты танков от FPV-дронов?"
  • 29.07 18:45
  • 0
Комментарий к "Главная причина поражений в июне 1941 года"
  • 29.07 17:42
  • 0
Комментарий к "Индия испытала замену С-400"
  • 29.07 15:59
  • 2
Моисеев: для ВМФ построят новейший фрегат водоизмещением более 9 тыс. тонн
  • 29.07 15:51
  • 4
«Снесем все к чертовой матери!» Стоит ли России ударить по производителям БПЛА в Европе?
  • 29.07 15:39
  • 1
Forbes: удары ВС РФ по портам парализовали украинский железорудный экспорт
  • 29.07 12:39
  • 1
Страсти по «Арене-М»: изобрела ли Россия панацею для защиты танков от FPV-дронов?
  • 29.07 10:36
  • 1
Катапульта ударившей по Одессе российской «Бандероли» попала на фото
  • 29.07 10:29
  • 1
Нидерланды заказали новейшие системы обнаружения подлодок для гражданского флота
  • 29.07 10:04
  • 6
Дуров: Чиновнику, «сломавшему интернет» в РФ, американцы должны вручить медаль
  • 29.07 09:59
  • 1
Индия испытала замену С-400
  • 29.07 05:41
  • 0
Комментарий к "Почему некогда могущественный Древний Египет растерял влияние и потерял независимость"
  • 29.07 04:50
  • 1
Министерство ВС Франции сообщило об успешном испытании демонстратора стратосферного БЛА Heliblade
  • 29.07 04:04
  • 1
Украина полюбила “Великую Америку”. Но не факт, что та отвечает взаимностью (Politico, США)
  • 29.07 03:27
  • 1
Ростех развивает финансовые сервисы для привлечения и поддержки сотрудников