Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2292
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
  • 27.04 17:39
  • 1
Сербия обещает никогда не вводить санкции «против братской России»
  • 27.04 16:52
  • 1
В России сорвали проект выпуска процессора на замену Intel, штраф составил почти 303 млн рублей
  • 27.04 16:41
  • 10
Путин сможет отправлять военных на защиту соотечественников от ареста за границей (The Times, Великобритания)
  • 27.04 16:13
  • 1
Продажи Су-35 бьют рекорды. Но и это не предел: новый покупатель уже найден (Military Watch Magazine, США)
  • 27.04 16:01
  • 1
«Финнам не понравится». В Москве пригрозили мерами на фоне планов Хельсинки разместить «ядерную дубину» у границ России
  • 27.04 15:43
  • 1
ВМС США сообщили о рекордных масштабах строительства подлодок
  • 27.04 15:40
  • 1
Ставка на контейнерную модель: ВМС США закупают первые фрегаты FF(X)
  • 27.04 15:17
  • 1
Закупки «американских Су-57» увеличат вдвое
  • 27.04 15:14
  • 2
Northrop Grumman показала детальный рендер своего новейшего истребителя 6-го поколения
  • 27.04 14:47
  • 32
Новая политика Китая: увеличение процента учёных в ЦК КПК для ускорения развития
  • 27.04 12:59
  • 5
В Казани впервые показали макет нового самолета Ту-454
  • 27.04 07:45
  • 117
МС-21 готовится к первому полету
  • 27.04 03:38
  • 15635
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 27.04 01:41
  • 1
После тостов за кредит на 90 миллиардов евро у лидеров ЕС наступило похмелье (Politico, США)
  • 26.04 09:35
  • 2
Линкор по цене авианосца: ВМС США запросили финансирование для класса Trump