Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2190
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
  • 03.12 22:53
  • 11789
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 03.12 20:47
  • 0
Комментарий к "В США назвали победителя дуэли между Су-57 и китайским J-35A"
  • 03.12 19:27
  • 0
Комментарий к "Восемь лучших в мире американских и российских истребителей (The National Interest, США)"
  • 03.12 17:31
  • 116
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 03.12 14:41
  • 1
В России оценили вооружение корейских Су-25
  • 03.12 12:53
  • 16
В США перспективы российского Су-75 сравнили с «полетом фантазии»
  • 03.12 11:02
  • 1
Баканов: частные компании сократят время от разработки до внедрения технологий
  • 03.12 09:12
  • 14
Прогнозы Илона Маска: ИИ полностью заменит работающих за компьютерами. Приложения исчезнут, а звук и изображение будет создавать ИИ
  • 03.12 07:47
  • 0
Ответ на ""Четыре великих защитника" России сдерживают Запад от опрометчивых действий (Sohu, Китай)"
  • 03.12 00:18
  • 1
Российский истребитель первым в мире уничтожил западную систему Patriot
  • 02.12 23:51
  • 0
Комментарий к "Полетел ли долгожданный Су-57М? Что стоит за новостями об испытаниях улучшенного варианта (Military Watch Magazine, США)"
  • 02.12 17:02
  • 1
Виталий Нарышкин: «Когда грянул гром, мы сумели быстро перестроиться»
  • 02.12 16:58
  • 1
УЗГА: самолет УТС-800 сконструирован с возможностью модернизации
  • 02.12 09:22
  • 1
Комментарий к "На земле, в море, в воздухе… Чего бы стоила европейская армия против России?"
  • 02.12 08:51
  • 9
Всемирное Смутное время: хочет ли в действительности Европа воевать - Мнения ТАСС