Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2510
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
  • 13.11 13:50
  • 2
Британия собрала десять флотов НАТО против России в Арктике
  • 13.11 13:18
  • 1
ПВО Украины столкнулась с проблемами из-за сбоев в работе Starlink
  • 13.11 06:49
  • 1
7 тонн на 1400 км: Ил-114-300 превратят в летающий грузовик для труднодоступных регионов
  • 13.11 04:27
  • 5
В России стремительно растут мощности ЦОД
  • 13.11 04:16
  • 9
Китай представил новое поколение собственных литографических машин⁠
  • 13.11 00:39
  • 3
"Дело вовсе не в дронах": Алексей Кривопалов объяснил, почему фронт на СВО застыл
  • 12.11 09:20
  • 143
МС-21 готовится к первому полету
  • 12.11 00:16
  • 1
Мелони призвала “разобщенный” Евросоюз выступить по Украине единым фронтом (Politico, США)
  • 11.11 17:38
  • 1
Николаю Патрушеву продемонстрировали новую платформу "Плот-47" для защиты портов от беспилотников
  • 11.11 17:28
  • 1
«Станут основой флота»: начался выпуск истребителей Eurofighter для Турции
  • 11.11 17:22
  • 1
Боевые F-15EX начали полеты с конформными баками
  • 11.11 13:39
  • 1
Путин призвал наращивать потенциал ОДКБ
  • 11.11 12:33
  • 1
Нижегородский авиазавод «Сокол» принимает круглый стол по малой авиации
  • 11.11 12:14
  • 1
ЗРК «Тор-М1» - 35 лет на вооружении войск ПВО!
  • 11.11 11:53
  • 4
В клубе избранных: в России создали суверенный 130-нм степпер