Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2102
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
  • 13.07 10:15
  • 9617
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 13.07 04:27
  • 4
Главе правительства РФ представили полностью отечественный региональный пассажирский самолет Ил-114-300
  • 13.07 00:19
  • 2
«Прорывается через противоракетный щит противника»: США запустили серийное производство ОТР PrSM
  • 13.07 00:01
  • 0
Ответ на "В США рассказали о вытеснении России с оружейного рынка"
  • 12.07 23:26
  • 0
Ответ на "Стало известно о модернизации Индией российских Су-57"
  • 12.07 19:49
  • 1
Жертвы Волыни – политический инструмент
  • 12.07 15:46
  • 319
Космонавтика Илона Маска
  • 12.07 14:07
  • 0
Армия учится только на своих ошибках – и в ходе ведения боевых действий
  • 12.07 11:48
  • 2759
Как насчёт юмористического раздела?
  • 12.07 10:51
  • 1
В США рассказали о вытеснении России с оружейного рынка
  • 12.07 10:47
  • 1
Срочную переброску Китаем в Иран систем ПВО объяснили устареванием российских С-300ПМУ2
  • 11.07 20:19
  • 37
МС-21 готовится к первому полету
  • 11.07 20:01
  • 17
Российскую лазерную систему ПВО применят против украинского «Лютого»
  • 11.07 08:59
  • 0
Бойтесь данайцев, дары приносящих
  • 11.07 02:40
  • 6
ISW: Россия массово закупит мотоциклы для наступательных операций