Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2410
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
  • 13.08 12:30
  • 1
Командующий ВВС заявил о почти полном обновлении парка авиации России
  • 13.08 12:14
  • 1
Глава «Калашникова» назвал лучшее средство для уничтожения БПЛА в небе России
  • 13.08 12:02
  • 2
Путин поручил флоту наказать Европу за пиратство
  • 13.08 11:41
  • 1
Летчик Су-35С в одном воздушном бою уничтожил сразу два украинских Су-27
  • 13.08 11:16
  • 2
Начались поставки серийных двигателей ПД-8 для самолетов SJ-100
  • 13.08 09:16
  • 1
«Стал перехватчиком дронов»: в западной прессе оценили Ка-52 с новым оружием
  • 13.08 05:05
  • 0
Комментарий к "«Великороссы не славяне»: что Карл Маркс говорил про русских"
  • 13.08 02:25
  • 0
Комментарий к "Почему Гражданскую войну в России начали не белые и не красные"
  • 12.08 22:12
  • 1
Комментарий к "Православный взгляд на спорт: оценки священников и эпизод с публикацией Бориса Корчевникова"
  • 12.08 17:13
  • 16372
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 11.08 23:20
  • 0
Комментарий к "JAS 39 Gripen против Су-35: кто победит в будущем противостоянии в небе над Украиной? (The National Interest, США)"
  • 11.08 17:54
  • 0
Комментарий к ""Сталин равен Гитлеру": как фальсифицируют коммунизм ради защиты капитала"
  • 11.08 16:33
  • 0
Комментарий к "Похоже, пора. На Западе проговорились: Россия разгромит Украину — но главная битва впереди"
  • 11.08 02:51
  • 0
Комментарий к "Российские ЗРК С-400 достигли беспрецедентного поражения целей благодаря новому методу наведения на загоризонтной дальности (Military Watch Magazine, США)"
  • 11.08 01:29
  • 0
Комментарий к "Как российские баллистические ракеты находят бреши в противовоздушной обороне Украины (CNN, США)"