Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2299
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
  • 08.05 10:58
  • 1
«Будет применен «Орешник». Каким может быть российский удар по Киеву?
  • 08.05 10:49
  • 1
На подходе украинская баллистика: промедление здесь смерти подобно
  • 08.05 10:16
  • 5
Не линия фронта, а зона смерти. Что можно сделать со всемогущими FPV-дронами?
  • 08.05 09:48
  • 118
МС-21 готовится к первому полету
  • 08.05 09:20
  • 2
Испания и Турция начали предварительные переговоры по продаже истребителей KAAN
  • 08.05 05:39
  • 0
Комментарий к "Не линия фронта, а зона смерти. Что можно сделать со всемогущими FPV-дронами?"
  • 08.05 04:16
  • 0
Комментарий к "Шантаж и ядерная дилемма"
  • 08.05 01:42
  • 6
Великобритания собрала десять стран, чтобы окружить Россию с моря, не пригласив США (Sohu, Китай)
  • 08.05 01:21
  • 0
К вопросу о параде Победы 2026 г.
  • 07.05 23:20
  • 0
Комментарий к "В Киеве грозят пролетом дронов над Москвой в День Победы. Чем ответит Россия?"
  • 07.05 22:58
  • 0
Комментарий к "В США рассказали о самолете «для выбивания дверей»"
  • 07.05 21:59
  • 0
Комментарий к "Американскую «Колумбию» назвали подлодкой третьей мировой"
  • 07.05 21:28
  • 3
В Киеве грозят пролетом дронов над Москвой в День Победы. Чем ответит Россия?
  • 07.05 19:03
  • 7
«Потешная флотилия». Европа создает новый военный альянс против России
  • 07.05 18:45
  • 2
Импортозамещенный Superjet-100 готов к серийным поставкам, заявил Алиханов