Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2161
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
  • 20.10 19:05
  • 10943
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 20.10 18:10
  • 3
Ответ на "ЗРК С-350 "Витязь" является идеальным уничтожителем ракет "Томагавк""
  • 20.10 16:49
  • 3
Лавров выдвинул мощную идею — создать аналог НАТО в Азии. Что стоит за этой китайско-российской шахматной партией (Sohu, Китай)
  • 20.10 16:01
  • 1
Российские сенаторы ознакомились с производством МС-21 в Иркутске
  • 20.10 15:58
  • 1
Слуцкий призвал Европу прекратить разжигать украинский конфликт
  • 20.10 14:06
  • 41
С ракетами "Томагавк" могут бороться и улучшенные ЗСУ-23-4М4 "Шилка"
  • 19.10 20:11
  • 0
Комментарий к "Пойдет ли Россия в конечном итоге на уступки в вопросе вступления Украины в НАТО? (Le Point, Франция)"
  • 19.10 19:44
  • 56
МС-21 готовится к первому полету
  • 19.10 07:04
  • 2
Истребители МиГ-31И взлетают с баз в глубоком тылу и заправляются в воздухе для запуска баллистических ракет по Украине (Military Watch Magazine, США)
  • 18.10 14:05
  • 532
Международные расчеты, минуя доллар, по странам
  • 18.10 03:08
  • 2
Не знает пощады - САУ на базе "Спартака" будет косить врага из 57-мм пушки
  • 18.10 00:20
  • 1
Россия ратифицировала договор о военном сотрудничестве с Того
  • 17.10 16:30
  • 1
"Россия давно проиграла бы": Буданов обвинил КНДР в неудачах ВСУ
  • 17.10 11:52
  • 11
Военкор: Мы сделали ЯО не для того, чтоб солдаты клали жизни от коптеров
  • 17.10 06:57
  • 1
Баканов поблагодарил правительство Москвы за присвоение НКЦ имени Терешковой