Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2253
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
  • 18.02 23:24
  • 14503
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 18.02 22:51
  • 8
«Блокаду прорвёт ВМФ». Патрушев — о защите судоходства и морских границ РФ
  • 18.02 22:23
  • 0
Комментарий к "Стало известно о полном провале лучшего в мире танка на Украине"
  • 18.02 18:48
  • 3
Starlink отключена две недели, но это не повлияло на БПС, заявил Криворучко
  • 18.02 17:48
  • 124
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 18.02 16:21
  • 3
Нетаньяху назвал требования, выдвинутые Израилем Ирану в рамках сделки с США
  • 18.02 16:03
  • 1
Около 20 новых самолетов МС-21-310 находятся в процессе сборки
  • 18.02 12:21
  • 1
Франция и Италия просят возобновить прямой диалог с Владимиром Путиным (El País, Испания)
  • 18.02 06:36
  • 1
Помощник Кремля предостерег Запад от захвата российских судов (Reuters, Великобритания)
  • 17.02 23:45
  • 0
Комментарий к "НАТО готовится к блокаде гражданского судоходства России с прицелом на Арктику и Балтику (Military Watch Magazine, США)"
  • 17.02 23:11
  • 0
Комментарий к "Украинский эксперт: Западные системы ПВО были разработаны для войны другого типа"
  • 17.02 21:21
  • 492
Претензии к администрации сайта
  • 17.02 18:28
  • 537
Международные расчеты, минуя доллар, по странам
  • 17.02 17:22
  • 4
В Омском госуниверситете будут готовить юристов для концерна «Уралвагонзавод»
  • 17.02 12:28
  • 1
В описании новейшего украинского лазерного оружия против дронов нашли несостыковки