Войти

Российские инженеры научили дрон искать борщевик

2207
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
  • 19.12 04:52
  • 12308
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 19.12 00:35
  • 0
Комментарий к "С-500: ответ России на угрозу F-22, F-35 и B-21 Raider (National Security Journal, США)"
  • 18.12 19:23
  • 187
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 18.12 19:14
  • 3
Первый коммерческий заказчик новых Ту-214 выбирает Суперджет и Ил-114-300
  • 18.12 18:22
  • 1
Белоусов рассказал о работе над созданием военно-строительных частей
  • 18.12 07:22
  • 0
Комментарий к "Названа уникальность российской ракетной системы С-500"
  • 18.12 05:59
  • 6
О роли ПВО в СВОйне - сейчас, и на ближайшую (год-два) перспективу.
  • 18.12 05:54
  • 0
Комментарий к "Два стратегических ракетоносца Ту-160М пополнили состав ВКС РФ в 2025 году"
  • 18.12 04:36
  • 0
Комментарий к "Американские Patriot научили трюку российских С-300"
  • 18.12 03:08
  • 0
Вопросы к "ВМС США подготовят к борьбе с российскими «Антеями»"
  • 18.12 02:51
  • 5
В РФ появится линия по производству чипов, которая к моменту создания устареет
  • 18.12 02:24
  • 0
Об объектовой и войсковой ПВО - в свете некоторых форумных сообщений.
  • 17.12 23:11
  • 0
Комментарий к "В США указали на место ВМФ России в мире"
  • 17.12 22:07
  • 3
Отлегло - «Варшавянка» цела, но есть ли гарантии, что противник удар не повторит
  • 17.12 16:52
  • 1
В Москве открылся центр подготовки специалистов для машиностроения