Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2170
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
  • 12.11 06:32
  • 1
ОСК анонсировала суда высокой проходимости на воздушной подушке
  • 12.11 02:47
  • 5
Авианосец «Фуцзянь» официально вошёл в состав китайских ВМС
  • 11.11 23:00
  • 6
Прогнозы Илона Маска: ИИ полностью заменит работающих за компьютерами. Приложения исчезнут, а звук и изображение будет создавать ИИ
  • 11.11 22:15
  • 11438
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 11.11 21:06
  • 70
МС-21 готовится к первому полету
  • 11.11 19:12
  • 184
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 11.11 18:39
  • 2
Мьянма получила три вертолёта Ми-38Т
  • 11.11 18:03
  • 0
Комментарий к "США показали ядерный ответ «Буревестнику»"
  • 11.11 12:42
  • 1
Берегись, НАТО — Россия расширяет свой парк истребителей Су-35 (The National Interest, США)
  • 11.11 12:23
  • 3
«Роскосмос» рассказал о запуске ракеты «Протон»
  • 11.11 11:52
  • 1
Самолет ТВС-2МС на базе Ан-2: Какая экономика у таких машин?
  • 11.11 10:04
  • 4
"Новое „чудо-оружие“ России стратегически ничего не изменит. США стоит просто игнорировать эту риторику", — считает эксперт (Neue Zürcher Zeitung, Швейцария)
  • 11.11 09:57
  • 1
Приключения "итальянцев" в России: почему ВС РФ отказались от закупок бронемашин Centauro
  • 11.11 05:40
  • 0
Комментарий к "Эксперт Степанов рассказал, чем подлодки РФ с "Посейдонами" превосходят флот НАТО"
  • 11.11 01:54
  • 0
Ответ на "Зачем отстающие США пугают Россию гонкой вооружений"