Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2440
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
  • 16.09 01:27
  • 1
От Москвы до Киева: Трамп ведет к миру или новой эскалации? (Al Jazeera, Катар)
  • 15.09 20:08
  • 0
Комментарий к "Начальник бронетанкового управления МО РБ: современному танку альтернативы в ближайшей перспективе не будет"
  • 15.09 18:26
  • 4
Стремительная модернизация российского атомного подводного флота насторожила НАТО (Military Watch Magazine, США)
  • 15.09 16:50
  • 1
Начальник бронетанкового управления МО РБ: современному танку альтернативы в ближайшей перспективе не будет
  • 15.09 15:43
  • 1
«Боец» с характером: разработан бронированный багги для военных снабженцев и медиков
  • 15.09 14:10
  • 0
Комментарий к "Почему танки не устарели из-за дронов и продолжат применяться в будущем?"
  • 15.09 13:13
  • 1
"Ростех": пришло время готовить прединженеров
  • 15.09 12:49
  • 0
Работа на результат
  • 15.09 12:41
  • 0
Тяжело в учении…
  • 15.09 09:43
  • 1
Ведущий эксперт по внешней политике Сухасини Хайдар: "Похоже, что в G7 все сводится к расовым вопросам и доминированию старых держав" (Berliner Zeitung, Германия)
  • 15.09 06:37
  • 25
Оффлайн нейросеть без цензуры на личном ПК или ноутбуке
  • 15.09 06:23
  • 3
Маск сравнил опасность ИИ с ядерным оружием
  • 15.09 02:00
  • 0
Комментарий к "Беспилотные котлы"
  • 14.09 23:26
  • 0
Комментарий к "Захарова поставила диагноз главе МИД Польши", и "Сикорский: Польша уничтожит вторую половину российских НПЗ за шесть недель "
  • 14.09 18:51
  • 0
Комментарий к "Маск сравнил опасность ИИ с ядерным оружием", "Маск заявил о грядущем превосходстве искусственного интеллекта... ", "Сэм Альтман объявил о достижении точки сингулярности в гонке ИИ", и "Физик Хинтон предрек гибель человечества из-за ИИ"