Ученые Сколтеха создали новую систему мониторинга с помощью дронов. Она выполняет сегментацию изображения в режиме реального времени. Задача разработки – найти сорное растение борщевик Сосновского. Растение опасно не только для посевов, но и для человека. Прямой контакт с листьями и соком сорняка вызывает долго заживающие ожоги.
Ученые называют распространение сорняка экологической катастрофой. В России он встречается от Карелии до Кавказа и от центральной части страны до Сибири. Одно растение может давать до 100 тыс. семян в год, которые легко разносятся ветром.
Точная локализация борщевика в режиме реального времени была первой проблемой. Спутниковый мониторинг эффективен только если растение охватило большую площадь, отметил один из разработчиков решения, Александр Меньщиков, представляющий Центр вычислительной науки и техники Сколтеха (CDISE).
Ученые решили использовать дроны, которые могут запечатлевать актуальное состояние борщевика с высоким разрешением даже в пасмурную погоду. Анализ изображений происходит на самом дроне с помощью миниатюрного бортового компьютера. Объекты идентифицируются попиксельно, в итоге точность распознавания выше.
«Мы установили и проверили нашу систему мониторинга на борту беспилотного летательного аппарата. Дрон на высоте 10 метров облетел территорию площадью 28 га за 40 минут. Наша система демонстрирует многократное повышение эффективности локализации несмотря на низкую скорость обработки изображений. Видео снимается в формате 4K и анализируется со скоростью 0,7 кадра в секунду», — прокомментировал руководитель проекта, доцент Андрей Сомов.
Новый подход не только поможет избавить российские поля от борщевика, но и в мониторинге других агрокультур, определения вегетативных индикаторов, оценки здоровья растений и выявления болезней.
Материалы исследования опубликованы в журнале IEEE Transactions on Computers.
