Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

1593
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
Похожие новости
06.04.2020
Вооруженные силы являются гарантом стабильности и безопасности
04.02.2019
Летела ракета, упала в болото…
13.04.2018
Российский Центр управления полетами начал испытывать элементы искусственного интеллекта
27.09.2017
Путин освободил от должности главкома ВКС генерал-полковника Бондарева
25.11.2016
Путин одобрил увеличение доли секретных расходов в бюджете-2016
13.08.2008
ВВС идут на взлет
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 24.06 00:24
  • 5
Патриарх Кирилл связал службу в армии с развитием умственных способностей
  • 24.06 00:18
  • 2
Байден подал хороший пример другим противникам России
  • 24.06 00:07
  • 9
Авиаполк ЦВО получит восемь модернизированных бомбардировщиков Су-34М
  • 23.06 23:24
  • 4
США начали размещать оружие на базе ПРО в Польше
  • 23.06 22:27
  • 146
Есть ли будущее у танков?
  • 23.06 18:09
  • 31
УВЗ поставит военным опытную партию "Армат" в установленные госконтрактом сроки - глава концерна
  • 23.06 17:25
  • 1
Россия будет усиливать свою военную группировку в Арктике в ответ на попытки дестабилизировать там обстановку - Медведев
  • 23.06 13:26
  • 2212
Как насчёт юмористического раздела?
  • 23.06 13:19
  • 9
Американские ВВС хотят получить две версии истребителя шестого поколения — «ближнюю» и «дальнюю»
  • 23.06 12:48
  • 1
СМИ: в космос вывели первый спутник, созданный специалистами с Маврикия
  • 23.06 12:46
  • 1
Экипаж китайской орбитальной станции планирует совершить два выхода в открытый космос
  • 23.06 07:59
  • 13
На своем горбу: спецназ получит устройство для переноски 100 кг груза
  • 23.06 04:36
  • 22
The Spectator (Великобритания): секретное оружие Путина? F-35
  • 23.06 00:47
  • 2
Северный морской щит: завершается строительство арктический «зенитной крепости»
  • 23.06 00:35
  • 2
Убийца "невидимки": как работает комплекс ПВО С-125