Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2240
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
  • 25.01 17:48
  • 13722
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 25.01 17:18
  • 5
«Били, будут бить и добьют». Смогут ли США стереть Иран с лица земли?
  • 25.01 07:10
  • 120
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 24.01 21:44
  • 193
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 24.01 19:10
  • 1
Комментарий к "«Ненависть ко всему русскому». Что скрывается за словами главы МО Украины об убийствах"
  • 24.01 15:02
  • 1
Путин призвал оснащать ВС РФ умной техникой на базе отечественных решений
  • 24.01 14:49
  • 98
МС-21 готовится к первому полету
  • 24.01 12:25
  • 2
Комментарий к "В России предрекли уничтожение самолетов дронами-ПВО"
  • 24.01 02:27
  • 7
Касательно "ФЛОТ УМИРАЕТ БЕЗ АВИАНОСЦА: Сивков о предательстве интересов России | Безруков и Сивков"
  • 23.01 19:42
  • 2
Армия США показала облегченный танк Abrams с гибридным двигателем
  • 23.01 19:12
  • 0
Комментарий к "Армия США показала облегченный танк Abrams с гибридным двигателем"
  • 23.01 07:13
  • 0
Статья: "Russia Will Never Be an ‘Aircraft Carrier Superpower’ Like America"
  • 22.01 17:24
  • 1
В США назвали главную проблему армии России
  • 22.01 13:00
  • 1
Бундесвер испытывает конопляные волокна в качестве армирующего материала
  • 22.01 03:18
  • 0
О стратегии, тактике, и требованиях к бронетанковой технике в СА 60-80-ых гг. XX в.