Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2272
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
  • 27.03 01:50
  • 3
Военный рассказал о раскрытой уязвимости военного флота США
  • 27.03 01:50
Комментарий к "Непроходной «Бал»: береговые комплексы научили атаковать корабли «волчьей стаей»"
  • 27.03 01:22
  • 15164
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 27.03 01:13
  • 820
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 27.03 00:11
  • 0
Комментарий к "«Туз в рукаве» НАТО — ключевая инфраструктуры на востоке"
  • 26.03 17:47
  • 0
«Туз в рукаве» НАТО — ключевая инфраструктуры на востоке
  • 26.03 11:59
  • 1
Российский проект по замене чипов Texas Instruments просрочен на 3,5 года, освоено ли производство — неизвестно
  • 26.03 11:40
  • 1
В США рассказали о секретных полетах на советских «МиГах» над «Зоной 51»
  • 26.03 11:00
  • 1
Комментарий к "Самолеты вертикального взлета: тупик или будущее авиации"
  • 26.03 06:51
  • 2
Трамп и ближайший союзник Путина: к чему внезапное сближение (Newsweek, США)
  • 26.03 04:29
  • 0
О современных авианосцах. Интересная статья в 3-х частях, с некоторыми моими комментариями.
  • 26.03 02:29
  • 1
В США создали наушники для военных с отслеживанием травм мозга
  • 26.03 02:21
  • 1
NASA заявило о близкой постройке лунной базы и отправке корабля с ядерным реактором к Марсу
  • 25.03 23:29
  • 0
Комментарий к "«Выкидной нож» России модифицировали"
  • 25.03 22:36
  • 1
США собираются обсуждать с Россией новые виды ядерного оружия