Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2046
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
  • 05.03 06:20
  • 0
О готовности Зеленского/бандеровщины к миру.
  • 05.03 05:47
  • 0
Ответ на "Танкист рассказал о возможностях компьютера Т-90М"
  • 05.03 04:34
  • 0
Ответ на "В боеспособности Украины наметилась опасная брешь (The Telegraph UK, Великобритания)"
  • 05.03 02:42
  • 3
«Внедрим за несколько дней»: Киев заявил о разработке собственной системы связи для ВСУ, якобы способной заменить Starlink
  • 05.03 02:01
  • 2
Ростех подготовит специалистов по цифровизации и искусственному интеллекту
  • 05.03 00:59
  • 3
Цель и указания: в артиллерийских бригадах созданы дивизионы БПЛА
  • 05.03 00:40
  • 2
Завершились испытания самого большого в мире самолета-амфибии
  • 04.03 23:17
  • 7899
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 04.03 19:57
  • 692
Израиль "готовился не к той войне" — и оказался уязвим перед ХАМАС
  • 04.03 15:26
  • 0
«Народная дипломатия» поможет спасти мир, необходимый сейчас для всех
  • 04.03 15:17
  • 0
Европейские милитаристы: мир через силу
  • 04.03 15:11
  • 0
Арктика: претензия на новое лидерство
  • 04.03 14:54
  • 0
«Уникальная» ситуация
  • 04.03 10:23
  • 7
"Вампиры" против "Гераней" на Украине
  • 04.03 08:14
  • 2
Как мир попал в редкоземельную зависимость от Китая