Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2247
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
  • 07.02 17:57
Комментарий к ""Вытеснить Россию из Черного моря": в США раскрыли детали плана по Украине"
  • 07.02 16:34
  • 14011
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 07.02 14:00
  • 35
Украина получит два 35-мм зенитных артиллерийских комплекса Rheinmetall Skynex
  • 07.02 13:28
  • 4
ОАК, S7 и ГТЛК подписали меморандум о поставке 100 самолетов Ту-214
  • 07.02 08:02
  • 0
Комментарий к "Российские истребители большой дальности перешли на наступательную конфигурацию вооружения для полетов вблизи воздушного пространства НАТО (Military Watch Magazine, США)"
  • 07.02 05:29
  • 0
Комментарий к "«Немедленного ухудшения все же не произойдет». Эксперты об истечении ДСНВ"
  • 07.02 03:36
  • 0
Комментарий к "Чем грозит миру и Китаю распад последнего ядерного соглашения между Вашингтоном и Москвой (South China Morning Post, Гонконг)"
  • 07.02 02:06
  • 0
Комментарий к "Конец эпохи ядерных ограничений. Что будет после завершения Договора СНВ-3"
  • 06.02 19:18
  • 0
Комментарий к "В США российский Т-72 назвали лучшим танком на Земле"
  • 06.02 18:41
  • 2
Ракету Х-22 "Буря" - ужас украинской ПВО заменят на Х-МЦ
  • 06.02 18:13
  • 2
Глава РАН Красников сообщил о развитии «роев» БПЛА в России
  • 06.02 16:01
  • 1
ПД-8 укрепил авиационный суверенитет России
  • 05.02 19:13
  • 0
Комментарий к "В США предложили «спасение» для российского ПАК ДА"
  • 05.02 18:35
  • 0
Комментарий к "В США российскому «Адмиралу Кузнецову» выделили место в рейтинге авианосцев"
  • 05.02 17:28
  • 1
В США российскому «Адмиралу Кузнецову» выделили место в рейтинге авианосцев