Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2218
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
  • 03.01 23:39
  • 12652
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 03.01 22:50
  • 0
И еще раз: О роли танков в современной войне.
  • 03.01 20:50
  • 4
«Ударит по Москве из Лондона»: подробности о гиперзвуковой ракете США Dark Eagle
  • 03.01 13:26
  • 1
Российская авиапромышленность наносит ответный удар! Бомбардировщик Ту-160М возродился, эта контратака в условиях западных санкций потрясла мир (NetEase, Китай)
  • 02.01 20:18
  • 0
Комментарий к "С-500: российское оружие победы или бумажный тигр? (The National Interest, США)"
  • 02.01 16:23
  • 5
ОБТ Т-90М2 «Рывок-1» – перспективный российский танк
  • 02.01 02:43
  • 0
Комментарий к "С развертыванием “Орешника” в Белоруссии Россия развивает передовую инфраструктуру для стратегического ядерного сдерживания (Military Watch Magazine, США)"
  • 02.01 02:14
  • 14
Всемирное Смутное время: хочет ли в действительности Европа воевать - Мнения ТАСС
  • 01.01 06:45
  • 16
В России собрались использовать для перевозки пассажиров дирижабли
  • 01.01 05:03
  • 0
Комментарий к "Риск самосбывающихся пророчеств: какие угрозы видит российский сенатор"
  • 01.01 00:18
  • 0
О концепции "молниеносного глобального удара (Prompt global strike)"
  • 31.12 22:15
  • 0
О развитии ВМФ РФ
  • 31.12 21:13
  • 0
О "модернизации российской ядерной триады"
  • 31.12 19:49
  • 0
Комментарий к "США предупредили о «ценном активе Путина»"
  • 31.12 07:30
  • 0
Комментарий к "Фатальный провал США скажется на морском соперничестве с Китаем"