Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2262
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
  • 01.03 19:01
  • 14758
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 01.03 18:57
  • 159
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 01.03 07:47
  • 0
Не в тему сайта, но все-таки не совсем off-top. Комментарий к "Почему в России хоккей честнее и сильнее футбола?"
  • 01.03 03:33
  • 0
В связи с происходящим: комментарий на "Сначала выведут из строя ПРО Москвы: Готов план удара по России. В ответ – ядерный взрыв у берегов Британии?"
  • 01.03 01:23
  • 1
Комментарий к "Рютте: НАТО нужно увеличить мощность ПВО в пять раз"
  • 28.02 21:05
  • 0
Комментарий к "Вмятины на атомных подлодках ВМФ России объяснили"
  • 28.02 20:09
  • 0
Комментарий к "В США ужаснулись Ирану в «безвыходном положении»"
  • 28.02 15:48
  • 1
Российский 350-нм фотолитограф оценили в 500 млн рублей
  • 28.02 07:02
  • 0
Комментарий к "Запад растранжирил годы, которые нам пожертвовала Украина (The Times, Великобритания)"
  • 27.02 11:45
  • 1
Забудьте о Гренландии: на этом арктическом острове НАТО Россия уже обосновалась (The Wall Street Journal, США)
  • 27.02 09:07
  • 102
МС-21 готовится к первому полету
  • 27.02 07:24
  • 1
В США оценили крупнейшие танковые силы в мире
  • 27.02 06:59
  • 0
Комментарий к "США обозначили угрозу с воздуха в будущем"
  • 27.02 02:15
  • 1
США обозначили угрозу с воздуха в будущем
  • 27.02 00:19
  • 0
Комментарий к "Российский Су-57 обвинили в изменении баланса сил в «подбрюшье НАТО»"