Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2073
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
  • 17.05 20:52
  • 8909
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 17.05 19:07
  • 27
Российский сверхзвуковой пассажирский самолет — преемник Ту-144 — будет летать со скоростью 2500 км/ч на расстояние свыше 8500 км
  • 17.05 15:52
  • 14
Почему Россия тридцать лет не может найти замену Ан-2 — и сможет ли вообще?
  • 17.05 14:01
  • 3
Путин подписал договор о всеобъемлющем стратегическом партнерстве РФ и Ирана
  • 17.05 13:18
  • 22
Индия при ударах по Пакистану использовала ракеты SCALP, авиационные бомбы Hammer, барражирующие боеприпасы - СМИ
  • 17.05 12:56
  • 11
КНДР ратифицировала договор о стратегическом партнерстве с Россией - ЦТАК
  • 17.05 07:59
  • 3
"Таллин играет с огнем". Эстония пыталась задержать направлявшийся в Россию танкер
  • 17.05 07:56
  • 0
Ответ на пост ЗНШ (исчерпан суточный лимит на ответы в ветках, да и текст длинноват)
  • 17.05 05:21
  • 1480
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 17.05 01:43
  • 1
Мой последний пост здесь о lend-lease'е для СССР во время ВМВ
  • 16.05 19:06
  • 1
Сделать что-то продвинутое: показаны кадры установки мин роботизированным комплексом, созданным бойцами ГВ «Запад»
  • 16.05 18:50
  • 1
Путин присудил премию маршала Жукова создателям снарядов для ТОС-1А и ТОС-2
  • 16.05 17:07
  • 0
Согласованная военная политика – гарантия безопасности Союзного государства
  • 16.05 16:35
  • 0
Польша на распутье: прагматичный лидер или принципиальный оппонент Кремля
  • 16.05 15:29
  • 1
МИД Турции: ради мирного решения на Украине сторонам нужно пойти на уступки