Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2278
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
  • 09.04 13:48
  • 15439
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 09.04 13:27
  • 1
В США заждались российского МиГ-41
  • 09.04 13:24
  • 3
В США назвали Су-57 угрозой для F-35
  • 09.04 13:22
  • 1
Медведев: сделка на условиях Ирана будет означать публичное поражение Трампа
  • 09.04 12:49
  • 2
В России запатентовали тихий сверхзвуковой пассажирский самолет — он будет летать со скоростью 2100 км/ч
  • 09.04 10:52
  • 1046
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 09.04 01:14
  • 4
Новый вычислительный чип может работать даже в потоке раскаленной лавы
  • 08.04 17:52
  • 1
Новейший авиадвигатель ПД-8 завершает сертификацию
  • 08.04 15:28
  • 0
«Научите свою дочь разговаривать на польском»
  • 08.04 15:26
  • 3
Миссию к Луне Artemis II назвали несоразмерно дорогой
  • 08.04 05:34
  • 1
"Беспрецедентные потери" США и Израиля — война в Иране раскрыла правду (Military Watch Magazine, США)
  • 08.04 03:28
  • 0
Комментарий к "Кто платит, тот и музыку заказывает"
  • 08.04 03:24
  • 0
Комментарий к "Президент Финляндии о готовности к войне, России и дружбе с Киром Стармером (The Times, Великобритания)"
  • 08.04 03:15
  • 1
Военный конвейер
  • 08.04 03:03
  • 1
МО США запрашивает многократное увеличение финансирования закупок ракет-перехватчиков THAAD и PAC-3 MSE