Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2230
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
  • 15.01 13:10
  • 13409
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 15.01 12:05
  • 10
Казахстан планирует организовать производство турецкого легкого танка "Тулпар"
  • 15.01 06:37
  • 0
Комментарий к "«Война изменится до неузнаваемости» Полковник Генштаба Андрей Демуренко — об уроках СВО, переменах в армии и оружии будущего"
  • 15.01 05:11
  • 2
На Зеленодольском заводе модернизировали производственные мощности
  • 15.01 03:40
  • 0
Комментарий к "Новая гиперзвуковая ракета Х-99 вдребезги разнесет любой украинский объект"
  • 15.01 02:39
  • 0
О дальних ЗУР ПВО и ПРО
  • 15.01 01:37
  • 1
«Война изменится до неузнаваемости» Полковник Генштаба Андрей Демуренко — об уроках СВО, переменах в армии и оружии будущего
  • 15.01 01:19
  • 1
В чем сила
  • 15.01 00:55
  • 0
Комментарий к "Шмыгаль заявил, что союзники передали Украине 23 системы ПВО в 2025 году"
  • 14.01 21:26
  • 1
МИД Индии: оборонные закупки определяются интересами страны, а не идеологией
  • 14.01 20:26
  • 0
Комментарий к сообшениям от использовании С-300(В) в ходе СВО
  • 14.01 19:01
  • 48
"Для прорыва островных цепей". Китай дал мощный ответ Пентагону
  • 14.01 16:26
  • 1
Россия в 2026 году поведет наступление на двух основных направлениях СВО
  • 14.01 16:20
  • 8
Россия получила четыре повода для гордости за свою авиацию
  • 14.01 03:22
  • 1
Стартап из США планирует построить отели на Луне