Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2371
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
  • 05.07 06:37
  • 1
Комментарий к "В антисоветском кино коммунисты стали нацистами, а советские солдаты и не героями вовсе"
  • 04.07 23:35
  • 0
Комментарий к "Почему весной 1943 г. Сталин вдруг перестал ошибаться и Красная армия начала всегда побеждать? Что послужило тому причиной"
  • 04.07 22:53
  • 2
Появились данные о подготовке НАТО массированного прорыва российской ПВО
  • 04.07 22:48
  • 1
Система для борьбы с украинскими беспилотниками уже создана, но нужно время
  • 04.07 22:38
  • 1
Комментарий к "«Политический вопрос»: почему Турция хочет продать российские С-400 Южной Корее?"
  • 04.07 22:31
  • 1
Максимальная комбинация: как масштабный удар ВС РФ парализует оборонную инфраструктуру Украины
  • 04.07 22:28
  • 1
The War Zone: Су-57 вооружили для охоты на дроны
  • 04.07 19:25
  • 16229
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 04.07 06:43
  • 0
К темам "«Ответ на 40-дневную операцию Зеленского». Россия нанесла самый сильный удар по Киеву" и "В Кремле рассказали о практически ежедневных встречах Путина и Герасимова"
  • 04.07 05:59
  • 0
Комментарий к "Стоило ли СССР прощать врагов после Великой Отечественной войны?"
  • 04.07 04:42
  • 0
Комментарий к "Министр обороны Германии заявил о переломной фазе украинского конфликта"
  • 03.07 18:43
  • 0
Комментарий к "Появились данные о подготовке НАТО массированного прорыва российской ПВО"
  • 03.07 15:17
  • 60
С ракетами "Томагавк" могут бороться и улучшенные ЗСУ-23-4М4 "Шилка"
  • 03.07 01:42
  • 1
В США рассказали о новой роли Су-57
  • 03.07 01:32
  • 1
FT: Европа хочет использовать оборонный потенциал Турции на фоне разлада с США