Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2227
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
  • 13.01 11:28
  • 13359
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 13.01 10:18
  • 2
Стали известны подробности об уничтожившем украинский F-16 российском С-300
  • 13.01 09:04
  • 1
Жиль Грессани, эксперт по вопросам геополитики: "Доктрину Трампа можно выразить одним понятием: реколонизация" (Le Monde, Франция)
  • 13.01 08:55
  • 1
Командир дивизиона ЗРК рассказал, как ПВО сбила истребитель F-16
  • 13.01 07:30
  • 33
Топливные и энергетические объекты Украины из космоса
  • 13.01 06:10
  • 3
Россия получила четыре повода для гордости за свою авиацию
  • 13.01 01:24
  • 42
"Для прорыва островных цепей". Китай дал мощный ответ Пентагону
  • 13.01 01:18
  • 1
МИД КНР призвал США не прикрывать интересы в Арктике защитой от Китая и России
  • 12.01 23:33
  • 3
О России и Иране - в свете последних событий
  • 12.01 18:23
  • 1
Противник утверждает, что ВС РФ начали применять БПЛА «Герань-5»
  • 12.01 18:16
  • 1
Удар «пустой болванкой Орешника»: стоит ли переживать о том, что без взрывчатки
  • 12.01 15:47
  • 1
Ту-142МК впервые в истории ВМФ дозаправились в воздухе у Северного полюса
  • 12.01 13:38
  • 1
Возможно, оно сработает: российская армия придумала новый нестандартный способ защитить свои танки от атак беспилотников (The Telegraph UK, Великобритания)
  • 12.01 13:26
  • 1
ВМФ создал авиадесантируемый подводный беспилотник для спасения подводников
  • 12.01 08:07
  • 0
Комментарий к "Соединенные Штаты могут захватить российский арсенал оружия в Венесуэле (The National Interest, США)"