Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2338
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
  • 02.06 01:06
Комментарий к "Шеф Пентагона: США найдут способы помочь Украине защитить себя"
  • 01.06 23:52
  • 0
Комментарий к: "Военкор: рассказы про удары по центрам принятия решения - детские страшилки", и сходные тексты.
  • 01.06 22:32
  • 15970
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 01.06 20:52
  • 11
Новая "Нормальность" войны. Директор ЦАСТ Руслан Пухов на Грушинской конференции
  • 01.06 20:25
  • 1
Африканский корпус обзавёлся полноценной авиагруппой
  • 01.06 20:17
  • 1
Тактика "тысячи порезов". Что происходит в зоне СВО
  • 01.06 19:55
  • 3
Новая российская подводная лодка с ядерными торпедами будет искать бреши в подводной обороне США (Asia Times, Гонконг)
  • 01.06 12:34
  • 6
«Боевые действия остановятся». Украина угрожает армии России «логистическим локдауном»
  • 01.06 11:00
  • 1
Комментарий-2 к "Россия проводит масштабные испытания шести типов ракет с ядерным потенциалом: какую задачу выполняет каждая из них? (Military Watch Magazine, США)"
  • 01.06 10:43
  • 1
Названо оружие для нейтрализации всей военной инфраструктуры Европы
  • 01.06 07:16
  • 0
Комментарий к "Су-35 против F-35: есть ли у российских истребителей преимущества перед новейшими самолетами-невидимками НАТО? (Military Watch Magazine, США)"
  • 01.06 06:22
  • 1
Вступительная речь министра войны США Пита Хегсета на открытии саммита по безопасности "Диалог Шангри-Ла" (The White House, США)
  • 01.06 06:02
  • 1
В ОДКБ обсудили совершенствование систем связи с учетом опыта СВО
  • 01.06 05:55
  • 7
Су-35С уничтожают БПЛА на дальних подступах, рассказал летчик
  • 01.06 05:40
  • 0
Комментарий к "Россия развертывает истребители Су-57 для интенсивных операций по всей линии фронта на Украине: расширение авиапарка повышает готовность российских войск (Military Watch Magazine, США)"