Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2379
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
  • 11.07 12:07
  • 16256
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 11.07 09:56
  • 1
Ядерная ловушка
  • 11.07 01:14
  • 1
Российский «Курьер» прикрыл войска БАГом
  • 11.07 01:02
  • 1
Россия сбила почти тысячу украинских дронов за сутки. Что дальше?
  • 11.07 00:36
  • 1
До конца года в России планируют открыть 13 новых центров промышленной робототехники
  • 10.07 22:17
  • 0
Комментарий к "ПРО ИЛЬИНА И ПОСЛЕДОВАТЕЛЕЙ, ЛИРИЧЕСКОЕ", и "О СПРАВЕДЛИВОСТИ"
  • 10.07 21:32
  • 1
Комментарий к "Воздушные стратегии Вермахта и Красной Армии: почему советская система применения авиации оказалась эффективнее"
  • 10.07 20:37
  • 28
Военкор: без десантных операций мощного прорыва обороны ВСУ российской армией можно не ждать
  • 10.07 19:51
  • 134
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 10.07 09:18
  • 2
В правительстве заявили о проблемах дальнейшего роста ОПК
  • 10.07 07:23
  • 0
Комментарий к "В чем ошибаются атеисты"
  • 10.07 02:04
  • 1
Новый фактор силы? Как Эрдоган использует слабости европейцев (Die Welt, Германия)
  • 10.07 01:36
  • 3
На саммите НАТО Рютте призвал к «трансатлантической революции» в сфере ОПК
  • 09.07 16:09
  • 1148
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 09.07 13:43
  • 1
Американский WindRunner станет самым большим в мире транспортным самолетом