Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2296
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
  • 02.05 00:02
  • 0
Комментарии к "В ВСУ допустили сценарий российского ядерного удара" и "На Западе обсуждают слова замкомандующего ВС ВСУ об опасности применения ТЯО РФ"
  • 01.05 21:30
  • 15650
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 01.05 18:56
  • 0
Комментарии к "На Украине заявили о применении «Ковра» российского Су-57" и к "В США объяснили появление «Ковра» у российского Су-57"
  • 01.05 18:06
  • 0
Комментарии к "В США констатировали исчезновение Су-57" и к "В США предложили «спасение» для российского ПАК ДА"
  • 01.05 15:00
  • 31
Путин сможет отправлять военных на защиту соотечественников от ареста за границей (The Times, Великобритания)
  • 01.05 10:17
  • 5
Экономике России предрекли тектонические изменения через 10 лет
  • 01.05 09:58
  • 1116
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 01.05 07:21
  • 6
Новейший российский «Союз-5» впервые запустят 2 апреля
  • 01.05 04:47
  • 0
Комментарий к "«Потешная флотилия». Европа создает новый военный альянс против России"
  • 01.05 03:46
  • 0
Комментарий к "Конфликт в Персидском заливе показал эффективность российской системы ПВО"
  • 01.05 02:08
  • 1
«Потешная флотилия». Европа создает новый военный альянс против России
  • 01.05 01:58
  • 1
Искусственный интеллект на поле боя
  • 30.04 23:53
  • 0
Комментарий к "Высокотехнологичные подводные лодки Путина бросают вызов НАТО в глубинах Атлантики (Bloomberg, США)"
  • 30.04 17:37
  • 0
Комментарий к "Названо наводящее ужас на ВСУ в тылу российское оружие"
  • 30.04 14:49
  • 1
НПЦ «ЭЛВИС» сорвал сроки разработки российского микропроцессора на замену микросхем Texas Instruments — компанию оштрафовали