Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2373
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
  • 08.07 02:52
Комментарий к "И-16: что один истребитель говорит о логике советского авиапрома 1930-х"
  • 08.07 01:11
  • 1
На саммите НАТО Рютте призвал к «трансатлантической революции» в сфере ОПК
  • 08.07 00:27
  • 16239
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 08.07 00:12
  • 0
Комментарий к "Открытие «южных ворот»" и "Развязать узел: как освобождение Константиновки меняет ситуацию на фронтах СВО"
  • 07.07 13:16
  • 4
«Горы старого железа»: глава MHI об идее массового выпуска БПЛА на автозаводах
  • 06.07 19:54
  • 0
Комментарий к "Порошенко: Украина должна снова удивить мир, как уже делала это после 2014 года"
  • 06.07 19:13
  • 0
Комментарий к "Балтийская угроза"
  • 06.07 19:10
  • 3
Комментарий к "Стоило ли СССР прощать врагов после Великой Отечественной войны?"
  • 06.07 18:40
  • 1
Порошенко: Украина должна снова удивить мир, как уже делала это после 2014 года
  • 06.07 18:30
  • 0
Комментарий к "Германия решила стать самым щедрым в НАТО спонсором украинской армии"
  • 06.07 17:14
  • 0
Комментарий к "Песков: спецоперация на Украине превратилась в настоящую войну"
  • 06.07 13:21
  • 131
МС-21 готовится к первому полету
  • 06.07 13:03
  • 1
К темам "«Ответ на 40-дневную операцию Зеленского». Россия нанесла самый сильный удар по Киеву" и "В Кремле рассказали о практически ежедневных встречах Путина и Герасимова"
  • 06.07 13:00
  • 1
Балтийская угроза
  • 06.07 06:23
  • 0
Комментарий к "Как диамат поглотил Маркса"