Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2449
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
  • 22.09 12:24
  • 1
Колёса со встроенным приводом: Финляндия разработала наземную платформу ESOX X2
  • 22.09 11:23
  • 2
Индонезия ищет иностранное финансирование для приобретения истребителей Rafale и Mirage 2000
  • 22.09 08:33
  • 5
Угроза от ИИ превзошла ожидания человечества
  • 22.09 08:01
  • 1
Проверено войной. Какое оружие показала миру Россия
  • 22.09 05:27
  • 0
Комментарий к "Восстановление военной мощи Германии вызывает беспокойство у ее соседей (The Wall Street Journal, США)"
  • 22.09 03:15
  • 0
Комментарий к "Танк, мотоциклы и дроны: Франция тестирует новую тактику прорыва"
  • 22.09 01:30
  • 0
Комментарий к "Не только Украина: почему Европа готовится к военной эскалации? (CNN, США)"
  • 22.09 00:31
  • 0
Комментарий к "Посольство России: Франция намерена углублять сотрудничество с ВПК Украины"
  • 21.09 17:47
  • 16401
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 21.09 16:46
  • 1
Москва получила повод разместить «Орешник» рядом с Японией
  • 21.09 16:40
  • 2
Российская ракета задает мировую тенденцию создания новейших вооружений
  • 21.09 15:13
  • 0
Комментарий к "Подводная лодка против авианосца: кто выйдет победителем в реальной дуэли?"
  • 21.09 13:57
  • 1
"Аврора" показала, каким должен быть современный пульт судоводителя
  • 21.09 13:37
  • 2
«Перешёл в состояние застоя»: в западной прессе оценили танк «Армата»
  • 21.09 13:22
  • 1
Держись, Zeekr. Российский электромобиль «Атом» запущен в массовое производство: 204 л.с. и до 500 км на одной зарядке