Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2381
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
  • 14.07 04:58
  • 16273
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 14.07 03:01
  • 0
Комментарий к "Почему израильский танк «Меркава» считается самой странной машиной нашего времени? Правда ли, что его придумали советские инженеры?"
  • 14.07 02:51
  • 1
ВВС Филиппин ожидают поставку шести дополнительных самолетов A-29B "Супер Тукано" в 4-м квартале 2026 года
  • 14.07 02:42
  • 1
ФСБ сорвала попытку Украины повторить операцию «Паутина»
  • 13.07 19:31
  • 0
Комментарий к "Почему советский человек жил вопреки государству, а не благодаря ему"
  • 13.07 16:44
  • 0
Комментарий к "Эксперт: у России есть силы и средства для эскалации, но она их не использует"
  • 13.07 14:55
  • 1
Эксперт: у России есть силы и средства для эскалации, но она их не использует
  • 13.07 05:42
  • 1
Комментарий к "Почему религия- мракобесие: основные аргументы"
  • 13.07 01:18
  • 1
Операторов БПЛА Северного флота обучили работе с «Елками»
  • 12.07 21:42
  • 1
Комментарий к "Главный миф о танке «Абрамс» в который вы до сих пор верите"
  • 12.07 19:55
  • 0
Комментарий к "Правда ли, что Николай II был главным виновником того, что Россия не смогла победить в Первой мировой войне"
  • 12.07 18:36
  • 0
Комментарий к "Тридцать шесть кораблей Петра исчезли за семь лет – и виноваты не шведы"
  • 12.07 06:25
  • 0
Комментарий к "Тайна танка «Армата»: утопия будущего или спаситель прошлого?"
  • 12.07 02:19
  • 0
Комментарий к "ДОКТРИНА ДУЭ"
  • 12.07 00:23
  • 0
Комментарий к "Ядерная ловушка"